Физиците разбраха как да подобрят качеството на изображенията с рентгенов микроскоп

Рентгеновите микроскопи могат да се използват за изследване на триизмерната структура на материали, организми или тъкани,

без рязане или повреда на пробата.Теоретично тази технология дава възможност за създаване на изображения с разделителна способност от няколко nm. На практика обаче неговите възможности са ограничени от трудностите при производството на идеална леща.

В работата си, публикувана в списание PhysicalReview Letters, физици от университета в Гьотинген показаха, че „несъвършенствата“ на лещите могат да бъдат преодолени чрез добавяне на алгоритми за реконструкция на изображение към иновативни лещи. 

Като леща учените са използвали многослойназона плоча, състояща се от няколко атомни слоя, отложени под формата на концентрични кръгове върху тънка тел. Такава система предотвратява взаимните смущения чрез увеличаване на осветеността на наблюдателната точка.

Физиците поставиха създадената леща между заснетитеобект и рентгенова камера в изключително ярък и фокусиран рентгенов лъч в немския електронен синхротрон в Хамбург. Изследователите отбелязват, че камерата е получила три различни типа сигнали, които заедно дават пълна информация за структурата на неизвестния обект, дори ако обектите абсорбират малко или никакви рентгенови лъчи.

Схема на експеримента. Изображение: Маркус Остерхоф

Авторите на работата отбелязват, че са се отказали от идеята за създаване на идеална леща. Вместо това те прецизно измерват създадената леща и включват нейните параметри в алгоритми за обработка на информация.

Учените демонстрираха работата на своитеустройства чрез правене на изображения на полупроводникови нанопроводници с разделителна способност по-малка от 10 nm. Изследователите отбелязват, че предимството на новия метод е, че обектът не трябва да бъде сканиран, което означава, че много бързи микроскопични процеси в материалите могат да бъдат „уловени“ и в движение.

Поради трудностите, много изследователи вече са го направилиизоставиха използването на рентгенова микроскопия с лещи и вместо това се опитаха напълно да заменят лещите с алгоритми. Въпреки това, като използваме лещи и алгоритми заедно, нашият подход съчетава най-доброто от двата свята.

Тим Салдит, професор във Физическия факултет на Университета в Гьотинген, един от авторите на изследването

Прочетете още

Китайският AI предсказва хода на хиперзвуковите ракети. Ответният удар ще бъде напред

Тайната на дълголетието е разкрита. Всичко е свързано с генната експресия и ето как можете да повлияете на това

Учените търсят минерали за електрически превозни средства на дъното на древен океан