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
Открыт прием заявок на ежегодную премию Digital Leaders 2025
Новости
GigaChat научился искать информацию в сети: Сбер обновил ИИ-помощника
Новости
Созданы очки с искусственным интеллектом для незрячих людей
Новости
Минобрнауки продолжит программу кешбэка для инвесторов университетских стартапов
Новости
OpenAI представила GPT-4.1: модель с улучшенными возможностями для программистов
Новости
Китайские ученые превратили мох в губку, которая впитывает нефть
Наука
Университет Иннополис запускает бесплатные экскурсии в Центр робототехники
Иннополис
Интерактивная карта клетки человека раскрывает тайны детского рака костей
Наука
«Уэбб» раскрыл детали космической катастрофы: как звезда поглотила планету
Космос
Российский госсектор потратил 2,4 млрд рублей за год на оборудование для ИИ
Новости
Китайская компания анонсировала первый матч по боксу между роботами
Новости
Эта черная дыра «проснулась» настолько голодной, что нарушила все модели ученых
Космос
Мошенники начали использовать схему с домофоном, чтобы красть деньги с банковских карт
Новости
Галактика-соседка Млечного Пути начинает разрушаться: что происходит
Космос
Россиян поздравили с Днем космонавтики прямо с МКС
Космос
Разработаны «бактерии-шпионы»: они посылают сигнал, заметный с высоты
Наука
Ученые разработали «плащ-невидимку» для нейронов для лечения Паркинсона
Наука
В России разработали проект строительства атомной электростанции на Луне
Космос
Пробуждение гиганта: яркие вспышки наблюдали у проснувшейся черной дыры
Космос
В ИТМО придумали, как «продлить жизнь» ракового белка для тестирования лекарств
Наука