전자현미경은 미래의 강력한 도구입니다. 이들은 다음에서 이미지를 얻는 데 사용됩니다.
두 가지 새로운 연구
공동 연구자가 수행한 두 가지 새로운 연구University of Oregon의 McMorran 연구소는 전자현미경을 개선하는 방법에 대한 새로운 아이디어를 제공하고 있습니다. 둘 다 양자역학의 기본 원리를 사용합니다. 전자는 파동과 입자로 모두 행동할 수 있습니다. 이는 아원자 입자의 거동이 고전 물리학의 법칙을 위반하는 것처럼 보이는 양자 기이함의 많은 예 중 하나입니다.
첫 번째 연구에서 과학자들은 연구를 제안했습니다.물체와 접촉하지 않고 현미경으로 물체를 관찰하여 깨지기 쉽고 육안으로 볼 수 없는 샘플의 손상을 방지합니다. 그리고 두 번째 작업의 일환으로 물리학자들은 물체에 대해 두 가지 측정을 동시에 수행하는 방법을 알아냈습니다. 두 연구 모두 과학 저널인 Physical Review Letters에 게재되었습니다.
현대 기술의 문제
Ben McMorran은 "물체에 영향을 주지 않고 관찰하는 것은 어렵습니다. 특히 작은 세부 사항에서는 더욱 그렇습니다. 양자 물리학을 사용하면 아무것도 파괴하지 않고 더 많은 것을 볼 수 있는 것 같습니다."라고 설명합니다.
전자현미경은 다음을 얻기 위해 사용됩니다.새로운 유형의 물질과 같은 비생물학적 샘플뿐만 아니라 단백질과 세포의 클로즈업. 전통적인 현미경에 사용되는 빛 대신 전자 장치는 전자 빔을 샘플에 집중시킵니다. 샘플의 일부 특성이 변경됩니다. 검출기는 빔의 변화를 측정한 다음 고해상도 이미지로 변환합니다.
하지만 이 강력한 전자빔은 샘플의 깨지기 쉬운 구조를 손상시킬 수 있으며, 시간이 지남에 따라 과학자들이 연구하려는 세부 사항까지도 망칠 수 있습니다.
그것을 해결하는 방법?
해결 방법으로 McMorran 팀은1990년대 초에 발표된 Elitzur-Weidman 사고 실험을 사용했습니다. 여기에서 물리학자들은 민감한 폭탄을 만지거나 폭발할 위험을 감수하지 않고도 감지할 수 있는 방법을 제안했습니다.
이 트릭은 다음과 같은 도구를 기반으로 합니다.회절 격자. 이것은 미세한 틈이 있는 얇은 막으로, 전자빔이 회절 격자에 닿으면 두 부분으로 나누어집니다.
이러한 빔 분할기가 올바르게 정렬되면회절 격자를 사용하면 분리 후 전자가 재결합하여 두 가지 가능한 출력 중 하나만 출력됩니다. 따라서 새로운 설정에서는 기존 전자 현미경에서처럼 전자가 샘플과 충돌하지 않습니다. 대신, 전자빔의 재결합은 현미경 하에서 샘플에 대한 정보를 제공합니다.
또 다른 연구에서 McMorran 팀은유사한 회절 격자를 사용하여 한 번에 두 곳에서 샘플을 측정했습니다. 그들은 전자 빔을 분할하여 작은 금 입자의 양쪽을 통과하여 전자가 각 측면의 입자로 전달한 작은 에너지 비트를 측정했습니다. .
이 접근 방식은 민감한 뉘앙스를 드러냅니다.샘플의 원자 수준을 확인하고 입자가 샘플에서 어떻게 상호 작용하는지 이해할 수 있습니다. 이를 통해 두 개의 개별 부분을 본 다음 함께 결합하고 워블 데이터를 확인할 수 있습니다.
왜 이것이 중요한가요?
두 연구는 서로 다르지만측정 유형의 경우 간섭계로 알려진 동일한 기본 설정을 사용합니다. McMorran 팀 구성원은 자신의 도구가 자체 실험실뿐만 아니라 다양한 실험에도 유용할 수 있다고 믿습니다.
올바른 재료와 지침을 사용하여이 설정은 기존의 많은 전자현미경에 추가될 수 있으며, 다른 실험실에서도 이미 이에 관심을 표명하고 자체 현미경에 간섭계를 사용하기를 원하고 있습니다.
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