Les microscopes électroniques sont de puissants outils du futur. Ils sont utilisés pour obtenir des images de
Deux nouvelles études
Deux nouvelles études menées par des collaborateursLes laboratoires McMorran de l'Université de l'Oregon proposent de nouvelles idées sur la façon d'améliorer les microscopes électroniques. Les deux impliquent l’utilisation d’un principe fondamental de la mécanique quantique : un électron peut se comporter à la fois comme une onde et comme une particule. Il s'agit de l'un des nombreux exemples d'étrangeté quantique, où le comportement des particules subatomiques semble violer les lois de la physique classique.
Dans la première étude, les scientifiques proposent d'étudierobjet sous le microscope sans entrer en contact avec lui, évitant ainsi d'endommager les échantillons fragiles et invisibles à l'œil nu. Et dans le cadre du deuxième travail, les physiciens ont découvert comment effectuer simultanément deux mesures sur un objet. Les deux études sont publiées par la revue scientifique Physical Review Letters.
Problèmes des technologies modernes
"Il est difficile d'observer quelque chose sans affecter l'objet, surtout dans les petits détails, explique Ben McMorran. La physique quantique semble nous permettre de voir plus sans rien détruire."
Des microscopes électroniques sont utilisés pour obtenirdes gros plans de protéines et de cellules, ainsi que d'échantillons non biologiques, tels que de nouveaux types de matériaux. Au lieu de la lumière utilisée dans les microscopes plus traditionnels, les appareils électroniques concentrent un faisceau d'électrons sur l'échantillon. Lorsque le faisceau interagit avec le Dans l'échantillon, certaines caractéristiques de l'échantillon changent. Le détecteur mesure les changements dans le faisceau, qui sont ensuite convertis en une image haute résolution.
Mais ce puissant faisceau d’électrons peut endommager les structures fragiles de l’échantillon et, au fil du temps, détruire les détails mêmes que les scientifiques tentent d’étudier.
Comment le résoudre?
Pour contourner le problème, l'équipe de McMorrana utilisé l’expérience de pensée d’Elitzur-Weidman publiée au début des années 1990. Les physiciens y proposaient un moyen de détecter une bombe sensible sans la toucher ni risquer de la faire exploser.
L'astuce est basée sur un outil appeléréseau de diffraction. Il s’agit d’une fine membrane percée de fentes microscopiques. Lorsqu’un faisceau d’électrons frappe un réseau de diffraction, elle est divisée en deux parties.
Lorsque ces séparateurs de faisceaux sont correctement alignésDans les réseaux de diffraction, après séparation, l'électron se recombine pour ne se retrouver que dans l'une des deux sorties possibles. Ainsi, dans la nouvelle configuration, les électrons n’entrent pas en collision avec l’échantillon, comme en microscopie électronique traditionnelle. Au lieu de cela, la recombinaison du faisceau électronique fournit des informations sur l’échantillon examiné au microscope.
Dans une autre étude, l'équipe de McMorranont utilisé un réseau de diffraction similaire pour mesurer un échantillon à deux endroits à la fois. Ils ont divisé le faisceau d'électrons de manière à ce qu'il passe de chaque côté d'une petite particule d'or, mesurant les minuscules bits d'énergie que les électrons ont transférés à la particule de chaque côté. .
Cette approche révélera des nuances sensiblesniveau atomique dans l'échantillon et nous permettra de comprendre comment les particules y interagissent. Cela vous permet d'en examiner deux parties distinctes, puis de les combiner et de vérifier leurs données d'oscillation.
Pourquoi est-ce important?
Même si les deux études ont des différencestypes de mesures, ils utilisent la même configuration de base, connue sous le nom d'interférométrie. Les membres de l'équipe de McMorran pensent que leur outil pourrait être utile non seulement dans leur propre laboratoire, mais également pour une grande variété d'expériences.
Avec le bon matériel et les bonnes instructionscette configuration peut être ajoutée à de nombreux microscopes électroniques existants. D'autres laboratoires ont déjà manifesté leur intérêt et souhaitent utiliser l'interféromètre dans leurs propres microscopes.
Lire la suite:
Elle est chassée depuis des siècles : que sait-on de la planète Vulcain à côté du Soleil
Des physiciens ont confirmé expérimentalement une nouvelle loi fondamentale pour les liquides
Des astronomes ont trouvé une planète près de la Terre : elle a une orbite très étrange