Fizycy odkryli, jak poprawić jakość zdjęć z mikroskopu rentgenowskiego

С помощью рентгеновских микроскопов можно изучать трехмерную структуру материалов, организмов или тканей,

bez przecinania i uszkadzania próbki.Teoretycznie technologia ta umożliwia tworzenie obrazów o rozdzielczości kilku nm. Jednak w praktyce jego możliwości są ograniczone trudnościami w wyprodukowaniu idealnego obiektywu.

W swojej pracy opublikowanej w czasopiśmie PhysicalReview Letters fizycy z Uniwersytetu w Getyndze wykazali, że „niedoskonałości” soczewek można przezwyciężyć, dodając algorytmy rekonstrukcji obrazu do innowacyjnych soczewek. 

Jako soczewkę naukowcy zastosowali wielowarstwowąpłytka strefowa składająca się z kilku warstw atomowych osadzonych w formie koncentrycznych kręgów na cienkim drucie. Taki system zapobiega wzajemnym interferencjom poprzez zwiększenie oświetlenia punktu obserwacyjnego.

Fizycy umieścili stworzoną soczewkę między filmowanymiobiekt i kamera rentgenowska w niezwykle jasnej i skupionej wiązce promieniowania rentgenowskiego w Niemieckim Synchrotronie Elektronowym w Hamburgu. Naukowcy zauważają, że kamera odbierała trzy różne typy sygnałów, które łącznie dawały pełne informacje o strukturze nieznanego obiektu, nawet jeśli obiekty pochłaniały niewiele lub wcale nie absorbowały promieni rentgenowskich.

Schemat eksperymentu. Zdjęcie: Markus Osterhoff

Autorzy pracy zauważają, że porzucili pomysł stworzenia idealnego obiektywu. Zamiast tego precyzyjnie zmierzyli stworzoną soczewkę i włączyli jej parametry do algorytmów przetwarzania informacji.

Naukowcy zademonstrowali pracę swoichurządzeń wykonując obrazy nanoprzewodów półprzewodnikowych o rozdzielczości mniejszej niż 10 nm. Naukowcy zauważają, że zaletą nowej metody jest to, że obiekt nie musi być skanowany, co oznacza, że ​​bardzo szybkie mikroskopowe procesy zachodzące w materiałach mogą być również „uchwycone” w ruchu.

Z powodu trudności wielu badaczy już to zrobiłozrezygnował ze stosowania mikroskopii rentgenowskiej z soczewkami i zamiast tego próbował całkowicie zastąpić soczewki algorytmami. Jednak dzięki połączeniu soczewek i algorytmów nasze podejście łączy to, co najlepsze z obu światów.

Tim Salditt, profesor na Wydziale Fizyki Uniwersytetu w Getyndze, jeden z autorów badania

Czytaj więcej

Chińska sztuczna inteligencja przewiduje przebieg rakiet naddźwiękowych. Strajk odwetowy będzie przed nami

Ujawnia się sekret długowieczności. Chodzi o ekspresję genów, a oto jak możesz na nią wpłynąć

Naukowcy poszukują minerałów do pojazdów elektrycznych na dnie starożytnego oceanu