Elektroniniai mikroskopai yra galingi ateities įrankiai. Jie naudojami vaizdams gauti iš
Du nauji tyrimai
Du nauji tyrimai, kuriuos atliko bendradarbiaiMcMorran laboratorijos Oregono universitete siūlo naujų idėjų, kaip patobulinti elektroninius mikroskopus. Abiem atvejais naudojamas pagrindinis kvantinės mechanikos principas: elektronas gali elgtis ir kaip banga, ir kaip dalelė. Tai vienas iš daugelio kvantinio keistumo pavyzdžių, kai atrodo, kad subatominių dalelių elgesys pažeidžia klasikinės fizikos dėsnius.
Pirmajame tyrime mokslininkai siūlo ištirtiobjektą po mikroskopu nesiliečiant su juo, kad būtų išvengta trapių ir plika akimi nematomų mėginių pažeidimo. O kaip antrojo darbo dalis, fizikai išsiaiškino, kaip vienu metu atlikti du objekto matavimus. Abu tyrimus publikuoja mokslinis žurnalas Physical Review Letters.
Šiuolaikinių technologijų problemos
„Sunku ką nors stebėti nepaveikiant objekto, ypač smulkiose detalėse, – aiškina Benas McMorranas. „Atrodo, kad kvantinė fizika leidžia mums pamatyti daugiau nieko nesunaikinant.
Norint gauti, naudojami elektroniniai mikroskopaiiš arti baltymų ir ląstelių, taip pat nebiologinių mėginių, pvz., naujų tipų medžiagų. Vietoj tradiciniuose mikroskopuose naudojamos šviesos, elektroniniai prietaisai sufokusuoja elektronų spindulį į mėginį. Spinduliui sąveikaujant su pavyzdį, pasikeičia kai kurios mėginio charakteristikos. Detektorius matuoja pluošto pokyčius, kurie vėliau paverčiami didelės raiškos vaizdu.
Tačiau šis galingas elektronų pluoštas gali pažeisti trapias mėginio struktūras. Laikui bėgant jis gali sugadinti pačias detales, kurias bando tyrinėti mokslininkai.
Kaip tai išspręsti?
Kaip išeitis, McMorran komandanaudojo Elitzur-Weidman minties eksperimentą, paskelbtą 1990-ųjų pradžioje. Jame fizikai pasiūlė būdą aptikti jautrią bombą jos neliečiant ir nerizikuojant susprogdinti.
Triukas pagrįstas įrankiu, žinomu kaipdifrakcinė gardelė. Tai plona membrana su mikroskopiniais plyšiais, elektronų pluoštui atsitrenkus į difrakcijos gardelę, ji padalijama į dvi dalis.
Kai šie spindulių skirstytuvai yra tinkamai sulygiuotidifrakcijos gardelės, po atskyrimo elektronas rekombinuojasi taip, kad patenka tik į vieną iš dviejų galimų išėjimų. Taigi naujoje sąrankoje elektronai nesusiduria su mėginiu, kaip tradicinėje elektronų mikroskopijoje. Vietoj to, elektronų pluošto rekombinacija suteikia informacijos apie mėginį po mikroskopu.
Kitame tyrime McMorran komandanaudojo panašią difrakcijos gardelę mėginiui išmatuoti dviejose vietose vienu metu. Jie padalijo elektronų pluoštą taip, kad jis praeitų abiejose mažos aukso dalelės pusėse, matuojant mažytes energijos daleles, kurias elektronai perdavė dalelei iš abiejų pusių. .
Toks požiūris atskleis jautrius niuansusatominio lygio mėginyje ir leis suprasti, kaip dalelės jame sąveikauja. Tai leidžia pažvelgti į dvi atskiras jo dalis, tada sujungti jas ir patikrinti jų svyravimo duomenis.
Kodėl tai svarbu?
Nors abu tyrimai skiriasitipų matavimams, jie naudoja tą pačią bazinę sąranką, vadinamą interferometrija. McMorran komandos nariai mano, kad jų įrankis gali būti naudingas ne tik jų pačių laboratorijoje, bet ir atliekant įvairius eksperimentus.
Su tinkamomis medžiagomis ir instrukcijomisŠią sąranką galima pridėti prie daugelio esamų elektroninių mikroskopų. Kitos laboratorijos jau išreiškė susidomėjimą juo ir nori naudoti interferometrą savo mikroskopuose.
Skaityti daugiau:
Jis buvo medžiojamas šimtmečius: ką mes žinome apie Vulkano planetą šalia Saulės
Fizikai eksperimentiškai patvirtino naują pagrindinį skysčių dėsnį
Astronomai netoli Žemės rado planetą: jos orbita labai keista