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
Посмотрите на рассвет над Андами: эти фото сделали из космоса
Космос
«Осколок инопланетного корабля» проверили в США: что выяснили ученые
Космос
В России разработали первый детектор для синхротрона СКИФ
Новости
Суперкомпьютер на основе NVIDIA и AMD запустили в работу: его мощность достигнет 500 Пфлопс
Новости
Китай научился засекать стелс-дроны с помощью спутников Starlink
Наука
Поведение ChatGPT вызвало тревогу у пользователей: что происходит
Новости
Темную материю предложили искать, наблюдая за колебаниями Марса
Космос
Суд ЕС отменил антимонопольный штраф в 1,5 млрд евро, наложенный на Google
Новости
Автоматическая установка произвела кислород из лунного грунта
Космос
Разработали «умный чокер», который помогает говорить людям без голоса
Новости
Анализ скелетов показал, когда подростки неолита достигали полового созревания
Наука
«Способную рассуждать» нейросеть OpenAI поймали на манипуляциях и лжи
Новости
Самый емкий в мире аккумулятор на 8 МВт·ч поместился в контейнер
Новости
Крупнейший в мире маховичный накопитель энергии заработал в Китае
Новости
Аналог Starlink создают в России: сколько будет стоить проект
Космос
Скоро в России начнут маркировать видеоигры: как и зачем это нужно
Новости
VK запускает платформу для создания ИИ без навыков программирования
Новости
Клетки рака перепрограммировали для борьбы с опухолями
Наука
Инженер-любитель собрал машину с двумя двигателями от самолета
Новости
Пациент с нейрочипом управляет голосовым помощником силой мысли
Наука