W 2018 roku naukowcy z Cornell University zbudowali detektor o niezwykle wysokiej mocy, który wykorzystał napędzany algorytmem proces zwany ptychografią, aby potroić rozdzielczość obecnych najnowocześniejszych mikroskopów elektronowych. Przełom ten ustanowił rekord rozdzielczości w tym procesie. Wadą tego urządzenia było to, że działa ono tylko z ultracienkimi próbkami o grubości zaledwie kilku atomów.
Najdokładniejszy mikroskop do oglądania atomów
Nowy zespół, w którego skład wchodzi część ekipy z Cornell pobił ich rekord z 2018 roku używając nowego detektora macierzy pikseli mikroskopu elektronowego (EMPAD). Ten wykorzystuje bardziej wyrafinowany algorytm rekonstrukcji 3D. Naukowcy pracujący nad projektem twierdzą, że rozdzielczość jest tak precyzyjnie dostrojona, że jedyne rozmycie pochodzi z termicznego drżenia atomów w samej próbce. Zespołem badaczy kierował David Mueller, który twierdzi, że nowy mikroskop nie tylko ustanawia nowy rekord, ale definiuje ostateczną granicą dla rozdzielczości.
Zobacz też: Rosja stawia ultimatum Google – czy firma w jeden dzień dostosuje się do wytycznych?
Mueller twierdzi również, że to osiągnięcie otwiera wiele nowych możliwości pomiarowych dla rzeczy, które naukowcy chcieli robić od dawna. Przełom rozwiązał długotrwały problem poprzez cofnięcie wielokrotnego rozpraszania wiązki w próbce, czyli coś, co naukowiec Hans Bethe zdefiniował w 1928 roku, a co w przeszłości blokowało naukowców przed rozwiązaniem tej kwestii. W jaki sposób? Otóż ptychografia skanuje za pomocą nakładających się wzorów rozpraszania próbki materiału i poszukuje zmian w nakładających się regionach. Mikroskop obserwuje, jak zmienia się wzór plamek. Na jego podstawie można natomiast obliczyć kształt i rozmiar obiektów. Sam detektor jest lekko rozogniskowany, a wiązka jest szeroka, aby uchwycić jak największy zakres danych. Skomplikowane algorytmy opracowane przez zespół rekonstruują wzór, dając w efekcie niezwykle precyzyjny obraz z dokładnością do pikometra.
Źródło: SlashGear