Natuurkundigen hebben ontdekt hoe ze de kwaliteit van röntgenmicroscoopbeelden kunnen verbeteren

Röntgenmicroscopen kunnen worden gebruikt om de driedimensionale structuur van materialen, organismen of weefsels te bestuderen,

zonder het monster te snijden of te beschadigen.Theoretisch maakt deze technologie het mogelijk om beelden te creëren met een resolutie van enkele nm. In de praktijk worden de mogelijkheden ervan echter beperkt door de moeilijkheden bij het vervaardigen van een ideale lens.

In zijn werk gepubliceerd in het tijdschrift PhysicalIn Review Letters hebben natuurkundigen van de Universiteit van Göttingen aangetoond dat de "imperfecties" van lenzen kunnen worden overwonnen door algoritmen voor beeldreconstructie toe te voegen aan innovatieve lenzen.

Als lens gebruikten wetenschappers een multilayereen zoneplaat bestaande uit verschillende atomaire lagen die in de vorm van concentrische cirkels op een dunne draad zijn afgezet. Een dergelijk systeem voorkomt onderlinge interferentie door de verlichting van het observatiepunt te vergroten.

Natuurkundigen plaatsten de gecreëerde lens tussen de gefilmdeobject en röntgencamera in een extreem heldere en gefocuste röntgenstraal bij het Duitse Electron Synchrotron in Hamburg. De onderzoekers merken op dat de camera drie verschillende soorten signalen ontving, die samen volledige informatie gaven over de structuur van een onbekend object, zelfs als de objecten weinig of geen röntgenstraling absorbeerden.

Schema van het experiment. Afbeelding: Markus Osterhoff

De auteurs van het werk merken op dat ze het idee hebben opgegeven om een ​​ideale lens te creëren. In plaats daarvan hebben ze de gemaakte lens nauwkeurig gemeten en de parameters ervan opgenomen in algoritmen voor informatieverwerking.

Wetenschappers hebben het werk van hunapparaten door beelden te maken van halfgeleider nanodraden met een resolutie van minder dan 10 nm. De onderzoekers merken op dat het voordeel van de nieuwe methode is dat het object niet gescand hoeft te worden, waardoor ook zeer snelle microscopische processen in materialen in beweging kunnen worden 'vastgelegd'.

Vanwege de moeilijkheden hebben veel onderzoekers alverliet het gebruik van röntgenmicroscopie met lenzen en probeerde in plaats daarvan lenzen volledig te vervangen door algoritmen. Door echter lenzen en algoritmen samen te gebruiken, combineert onze aanpak het beste van twee werelden.

Tim Salditt, professor aan de Faculteit der Natuurkunde aan de Universiteit van Göttingen, een van de auteurs van de studie

Lees verder

Chinese AI voorspelt de koers van hypersonische raketten. De vergeldingsstaking komt eraan

Het geheim van een lang leven wordt onthuld. Het draait allemaal om genexpressie, en hier is hoe je het kunt beïnvloeden

Wetenschappers zoeken naar mineralen voor elektrische voertuigen op de bodem van een oude oceaan