Elektron mikroskopları geleceğin güçlü araçlarıdır. Görüntüleri elde etmek için kullanılırlar.
İki yeni çalışma
İşbirlikçilerin yürüttüğü iki yeni çalışmaOregon Üniversitesi'ndeki McMorran laboratuvarları elektron mikroskoplarının nasıl geliştirilebileceği konusunda yeni fikirler sunuyor. Her ikisi de kuantum mekaniğinin temel ilkesinin kullanımını içerir: Bir elektron hem dalga hem de parçacık olarak davranabilir. Bu, atom altı parçacıkların davranışlarının klasik fizik yasalarını ihlal ediyor gibi göründüğü birçok kuantum tuhaflığı örneğinden biridir.
İlk çalışmada, bilim adamları çalışmayı teklif ediyorNesneye temas etmeden mikroskop altında incelenerek, kırılgan ve çıplak gözle görülemeyen numunelerin hasar görmesi önlenir. İkinci çalışmanın bir parçası olarak fizikçiler, bir nesne üzerinde aynı anda iki ölçümün nasıl gerçekleştirileceğini buldular. Her iki çalışma da Physical Review Letters bilimsel dergisinde yayınlandı.
Modern teknolojilerin sorunları
Ben McMorran şöyle açıklıyor: "Nesneyi etkilemeden bir şeyi gözlemlemek zordur, özellikle de küçük ayrıntılarda. Kuantum fiziği, hiçbir şeye zarar vermeden daha fazlasını görmemize olanak tanıyor gibi görünüyor."
elde etmek için elektron mikroskopları kullanılır.proteinlerin ve hücrelerin yakın çekimlerinin yanı sıra yeni malzeme türleri gibi biyolojik olmayan numuneler. Daha geleneksel mikroskoplarda kullanılan ışık yerine, elektronik cihazlar numune üzerine bir elektron ışınını odaklar. Işın ile etkileşime girdikçe numunenin bazı özellikleri değişir. Dedektör ışındaki değişiklikleri ölçer ve bunlar daha sonra yüksek çözünürlüklü bir görüntüye dönüştürülür.
Ancak bu güçlü elektron ışını numunedeki kırılgan yapılara zarar verebilir ve zamanla bilim adamlarının incelemeye çalıştığı ayrıntıları bozabilir.
Nasıl çözeceksin?
Geçici bir çözüm olarak McMorran'ın ekibi1990'ların başında yayınlanan Elitzur-Weidman düşünce deneyini kullandı. Fizikçiler, hassas bir bombayı ona dokunmadan veya patlama riskine girmeden tespit etmenin bir yolunu önerdiler.
Hile olarak bilinen bir araca dayanmaktadır.kırınım ızgarası. Bu, içinde mikroskobik yarıklar bulunan ince bir zardır.Bir elektron ışını kırınım ızgarasına çarptığında iki parçaya ayrılır.
Bu ışın ayırıcılar düzgün şekilde hizalandığındaKırınım ızgaralarında, ayrılmanın ardından elektron yeniden birleşerek iki olası çıkıştan yalnızca birinde son bulur. Böylece yeni düzenekte, geleneksel elektron mikroskobunda olduğu gibi elektronlar numuneyle çarpışmaz. Bunun yerine elektron ışınının rekombinasyonu, mikroskop altındaki numune hakkında bilgi sağlar.
Başka bir çalışmada McMorran'ın ekibiBir numuneyi aynı anda iki yerde ölçmek için benzer bir kırınım ızgarası kullanıldı. Elektron ışınını küçük bir altın parçacığının her iki yanından geçecek şekilde böldüler ve elektronların her iki taraftaki parçacığa aktardığı küçük enerji parçalarını ölçtüler. .
Bu yaklaşım hassas nüansları ortaya çıkaracaknumunedeki atomik seviye ve parçacıkların içinde nasıl etkileşime girdiğini anlamamızı sağlayacaktır. Bu, iki ayrı parçaya bakmanıza ve ardından bunları bir araya getirmenize ve yalpalama verilerini kontrol etmenize olanak tanır.
Bu neden önemlidir?
Her iki çalışma farklı özelliklere sahip olsa daölçüm türlerinde interferometri olarak bilinen aynı temel düzeni kullanıyorlar.McMorran ekibinin üyeleri, araçlarının yalnızca kendi laboratuvarlarında değil, aynı zamanda çok çeşitli deneyler için de yararlı olabileceğine inanıyor.
Doğru materyaller ve talimatlarlaBu düzenek mevcut birçok elektron mikroskobuna eklenebilir.Diğer laboratuvarlar buna ilgi duyduklarını ve interferometreyi kendi mikroskoplarında kullanmak istediklerini belirttiler.
Daha fazla oku:
Yüzyıllardır avlanıyor: Güneş'in yanındaki Vulcan gezegeni hakkında ne biliyoruz?
Fizikçiler, sıvılar için yeni bir temel yasayı deneysel olarak onayladılar
Gökbilimciler Dünya'ya yakın bir gezegen buldular: çok garip bir yörüngesi var