Φυσικοί κατάφεραν να δημιουργήσουν το ταχύτερο μικροσκόπιο στον κόσμο! Είναι τόσο γρήγορο μικροσκόπιο που μπορεί να συλλάβει ηλεκτρόνια σε κίνηση. Η νέα συσκευή είναι μια νεότερη έκδοση ενός ηλεκτρονίου μικροσκοπίου και συλλαμβάνει εικόνες ηλεκτρονίων κατά την πτήση τους, χτυπώντας τα με παλμούς ηλεκτρονίων του ενός εκατομμυριοστού του δευτερολέπτου.
Πρόκειται για απίστευτο κατόρθωμα, καθώς τα ηλεκτρόνια ταξιδεύουν με περίπου 2.200 χιλιόμετρα το δευτερόλεπτο, που σημαίνει πως μπορούν να κάνουν το γύρω της Γης σε μόλις 18.4 δευτερόλεπτα.
Χρησιμοποιώντας το μικροσκόπιο στα μικροσκοπικά σωματίδια, οι ερευνητές ελπίζουν να κάνουν μερικές νέες ανακαλύψεις για τον τρόπο πτήσης τους. Οι ερευνητές δημοσίευσαν τα ευρήματά τους στις 21 Αυγούστου στο περιοδικό Science Advances.
“Αυτό το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο μετάδοσης είναι σαν μια πολύ ισχυρή κάμερα στην πιο πρόσφατη έκδοση των έξυπνων τηλεφώνων· μας επιτρέπει να τραβήξουμε φωτογραφίες από πράγματα που δεν μπορούσαμε να δούμε πριν – όπως τα ηλεκτρόνια”, ο κύριος συγγραφέας Mohammed Hassan , αναπληρωτής καθηγητής φυσικής και οπτικών επιστημών στο Πανεπιστήμιο της Αριζόνα, ανέφερε σε μια δήλωση. «Με αυτό το μικροσκόπιο, ελπίζουμε ότι η επιστημονική κοινότητα μπορεί να κατανοήσει την κβαντική φυσική πίσω από το πώς συμπεριφέρεται ένα ηλεκτρόνιο και πώς ένα ηλεκτρόνιο κινείται».
Το πως τα ηλεκτρόνια διατάσσονται και αναδιατάσσονται μέσα στα άτομα και τα μόρια είναι ένα μεγάλο ερώτημα τόσο στη φυσική όσο και στη χημεία. Η φύση των μικροσκοπικών σωματιδίων όμως, τα καθιστά πολύ δύσκολο να μελετηθούν.
Για να δημιουργήσουν έναν χρόνο έκθεσης ικανό να συλλαμβάνει τις κινήσεις των ηλεκτρονίων, οι φυσικοί ανέπτυξαν μεθόδους για τη δημιουργία μικροσκοπικών παλμών attosecond (ή 1X10^-18 δευτερόλεπτα) στις αρχές της δεκαετίας του 2000 – μια πρόοδος που κέρδισε τους επιστήμονες που το έκαναν το Νόμπελ Φυσικής του 2023.
Αλλά ακόμη και η κλίμακα λίγων αττοδευτερόλεπτων είναι πολύ μεγάλη για να συλλάβει τις μεμονωμένες κινήσεις των ηλεκτρονίων. Για να το πετύχουν αυτό, οι φυσικοί πίσω από τη νέα μελέτη τροποποίησαν ένα όπλο ηλεκτρονίων μέχρι να παράγει παλμό μόλις ενός αττοδευτερολέπτου.
Όταν αυτοί οι παλμοί χτυπούν το “δείγμα” που μελετάται, τα ηλεκτρόνια που περνούν μέσα από αυτό, επιβραδύνουν και αλλάζουν το σχήμα στη δέσμη ηλεκτρονίων. Η επιβραδυνόμενη δέσμη στη συνέχεια μεγεθύνεται από έναν φακό και στη συνέχεια προσκρούει σε ένα φθορίζον υλικό που λάμπει όταν η δέσμη προσγειώνεται πάνω της.
Συνδυάζοντας τον παλμό ηλεκτρονίων με δύο προσεκτικά συγχρονισμένους παλμούς φωτός (για να διεγείρουν τα ηλεκτρόνια στο υλικό σε κίνηση και να βοηθήσουν στη δημιουργία του παλμού ηλεκτρονίων αντίστοιχα) μπόρεσαν να ανιχνεύσουν τις εξαιρετικά γρήγορες κινήσεις ηλεκτρονίων μέσα στα άτομα.
«Είμαστε σε θέση να επιτύχουμε χρονική ανάλυση σε ένα δευτερόλεπτο με το μικροσκόπιό μας μετάδοσης ηλεκτρονίων – και το επινοήσαμε «αττομικροσκοπία»», είπε ο Hassan. «Για πρώτη φορά, μπορούμε να δούμε κομμάτια του ηλεκτρονίου σε κίνηση».
Πηγή: Techmaniacs
