Elektronski mikroskopi moćni su alati budućnosti. Koriste se za dobivanje slika iz
Dvije nove studije
Dvije nove studije koje su proveli suradniciLaboratoriji McMorran na Sveučilištu Oregon nude nove ideje o kako poboljšati elektronske mikroskope. Oba uključuju korištenje temeljnog principa kvantne mehanike: elektron se može ponašati i kao val i kao čestica. Ovo je jedan od mnogih primjera kvantne čudnosti, gdje se čini da ponašanje subatomskih čestica krši zakone klasične fizike.
U prvoj studiji znanstvenici predlažu proučavanjepredmet pod mikroskopom, a da ne dođe u kontakt s njim, sprječavajući oštećenje lomljivih i golim okom nevidljivih uzoraka. A kao dio drugog rada, fizičari su smislili kako istovremeno izvesti dva mjerenja na objektu. Obje studije objavljuje znanstveni časopis Physical Review Letters.
Problemi suvremenih tehnologija
"Teško je promatrati nešto bez utjecaja na objekt, posebno u malim detaljima", objašnjava Ben McMorran. "Čini se da nam kvantna fizika omogućuje da vidimo više, a da ništa ne uništimo."
Za dobivanje se koriste elektronski mikroskopikrupni planovi proteina i stanica, kao i nebiološki uzorci, kao što su nove vrste materijala. Umjesto svjetla koje se koristi u tradicionalnijim mikroskopima, elektronički uređaji fokusiraju snop elektrona na uzorak. Kako snop stupa u interakciju s uzorak, mijenjaju se neke karakteristike uzorka Detektor mjeri promjene u snopu, koje se zatim pretvaraju u sliku visoke rezolucije.
Ali ovaj snažni elektronski snop može oštetiti krhke strukture u uzorku. S vremenom može uništiti same detalje koje znanstvenici pokušavaju proučavati.
Kako to riješiti?
Kao zaobilazno rješenje, McMorranov timkoristio Elitzur-Weidmanov misaoni eksperiment objavljen ranih 1990-ih. U njemu su fizičari predložili način otkrivanja osjetljive bombe bez dodirivanja ili opasnosti da eksplodira.
Trik se temelji na alatu poznatom kaodifrakcijska rešetka. To je tanka membrana s mikroskopskim prorezima u sebi.Kada snop elektrona udari u difrakcijsku rešetku, ona se podijeli na dva dijela.
Kada su ovi razdjelnici snopa ispravno poravnatidifrakcijske rešetke, nakon odvajanja, elektron se rekombinira tako da završi samo u jednom od dva moguća izlaza. Stoga se u novom postavu elektroni ne sudaraju s uzorkom, kao u tradicionalnoj elektronskoj mikroskopiji. Umjesto toga, rekombinacija elektronskog snopa daje informacije o uzorku pod mikroskopom.
U drugoj studiji, McMorranov timupotrijebili su sličnu difrakcijsku rešetku za mjerenje uzorka na dva mjesta odjednom. Razdvojili su snop elektrona tako da je prošao s obje strane male zlatne čestice, mjereći sićušne komadiće energije koje su elektroni prenijeli na česticu sa svake strane .
Ovaj pristup će otkriti osjetljive nijanseatomskoj razini u uzorku i omogućit će nam razumijevanje interakcije čestica u njemu. To vam omogućuje da pogledate dva odvojena dijela, a zatim ih spojite zajedno i provjerite njihove podatke o titranju.
Zašto je to važno?
Iako dvije studije imaju različitevrste mjerenja, koriste istu osnovnu postavu, poznatu kao interferometrija. Članovi McMorranovog tima vjeruju da bi njihov alat mogao biti koristan ne samo u njihovom vlastitom laboratoriju, već i za široku lepezu eksperimenata.
S pravim materijalima i uputamapostavka se može dodati mnogim postojećim elektronskim mikroskopima. Drugi laboratoriji su već izrazili interes za to i žele koristiti interferometar u svojim mikroskopima.
Čitaj više:
Lovi se stoljećima: što znamo o planetu Vulkan pored Sunca
Fizičari su eksperimentalno potvrdili novi temeljni zakon za tekućine
Astronomi su pronašli planet blizu Zemlje: ima vrlo čudnu orbitu