Разработан самый быстрый микроскоп: он «фотографирует» электроны в движении

Исследователи добились аттосекундного разрешения в просвечивающем электронном микроскопе. Исследование опубликовано в журнале Science Advances.

Физики из Университета Аризоны заявили о создании самого быстрого в мире электронного микроскопа для стремительно движущихся частиц. Камера способна делать стоп-кадры движущегося электрона, делая снимки раз в аттосекунду — одну квинтиллионную долю секунды.

Для наблюдения за объектами с рекордным временным разрешением ученые разработали то, что они называют «аттомикроскопом». Сначала импульс ультрафиолетового света выстреливается в фотокатод, который высвобождает сверхбыстрые электроны внутри устройства. Затем лазерный импульс разделяется на два луча, каждый из которых посылают в электроны, движущиеся через микроскоп.

Устройство аттомикроскопа. Изображение: Dandan Hui et al., Science Advances

Первый световой импульс — импульс накачки, подает энергию в образец и заставляет электроны двигаться или претерпевать другие быстрые изменения. Второй световой импульс действует как вентиль, создавая короткое окно времени, в котором генерируется одиночный стробирующий аттосекундный электронный импульс.

Скорость стробирующего импульса определяет разрешение изображения. Тщательно синхронизируя два импульса, исследователи контролируют, когда электронные импульсы зондируют образец, чтобы наблюдать сверхбыстрые процессы на атомном уровне.

Используя эту технику, физики сгенерировали электронные импульсы длительностью всего в одну аттосекунду, что позволило им наблюдать сверхбыстрое движение электронов. Исследователи полагают, что прорыв может иметь применение в квантовой физике, химии и биологии.

Этот просвечивающий электронный микроскоп похож на очень мощную камеру в последней версии смартфонов. Он позволяет нам делать снимки того, чего мы не могли видеть раньше — например, электронов. С помощью этого микроскопа мы надеемся, что научное сообщество сможет понять квантовую физику, лежащую в основе того, как ведет себя и как движется электрон.

Мохаммед Хассан, доцент кафедры физики и оптики Университета Аризоны

Читать далее:

Квантовый мир оказался еще более странным: как новое явление меняет физику

«Ртутная бомба» несется реками Арктики и угрожает миллионам людей

Нейросеть для создания видео теперь бесплатная: на что она способна

Иллюстрация на обложке: Изображение от vecstock на Freepik, сведения о лицензии

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Китай показал лазерную передачу данных со спутника со скоростью 100 Гбит/с
Космос
Кольцо весом 500 кг упало на Землю: откуда оно — неизвестно
Космос
Болезнь Альцгеймера связали с вирусом, которым заражены миллиарды людей
Наука
В Венгрии нашли древнейшее средневековое захоронение женщины с оружием
Наука
Ученые измерили излучение от смартфонов и сетей связи 5G
Новости
Раскрыта тайна миграции летучих мышей: они могут «оседлать шторм»
Наука
Китай обогнал Starlink: данные с орбиты передали со скоростью 100 Гбит/с
Космос
Найден неуловимый вулкан, который охладил Землю во времена Пушкина
Наука
Полеты к Луне, новый телескоп и анализ астероида: за какими миссиями следить в 2025 году
Кейсы
Как викинги и германцы пересекали Европу: анализ ДНК раскрыл пути древней миграции
Наука
Анализ «генеалогии» использовали для выявления опасных бактерий и вирусов
Наука
Астрофизики отследили источник радиосигнала из далекой галактики
Космос
Робот на водке, тараканы-киборги и механический голубь: необычные устройства 2024 года
Кейсы
Лучшее за 2024 год: интересные статьи партнеров
Кейсы
Борьба с ВИЧ, карта мозга и супер-земля: открытия 2024 года, изменившие мир
Кейсы
Чем запомнился 2024 год в изучении космоса: лунные миссии, успехи Маска и тайны темной материи
Кейсы
Неожиданное место активности гравитационных волн нашли в космосе
Космос
Астрономы нашли гигантский резервуар воды в космосе
Космос
У библейской горы в Иерусалиме обнаружили редкий артефакт
Наука
Кто-то смотрит в космос: посмотрите на туманность с необычной формой
Космос