Это потрясающее изображение атомов имеет самое высокое разрешение, которое мы когда-либо видели

Вся нормальная материя во Вселенной состоит из крошечных строительных блоков, которые слишком малы, чтобы их можно было увидеть невооруженным глазом.

Но мы, люди, не собираемся допускать физических ограничений. наши глаза мешают нам смотреть на то, что мы хотим видеть, верно?

Изображение, которое вы видите выше, было сделано еще в 2021 году командой под руководством физика Чжэнь Чена, ранее работавшего в Корнелльском университете, а сейчас работающего в Китайская академия наук. Эти точки — атомы кристаллической решетки куска ортоскандат празеодима (PrScO₃), при увеличении 100 миллионов.

Единственный Причина, по которой изображение выглядит немного размытым по краям, заключается не в плохом разрешении, а в том, что атомы не перестают покачиваться, что приводит к небольшому тепловому размытию.

Независимо от того, насколько хороши технологии Однако это рекордное разрешение вряд ли когда-либо будет побито. Это потому, что существует предел разрешения, которого мы можем достичь на этих атомных масштабах, и это почти так.

«Это не просто новый рекорд», — сказал физик Дэвид Мюллер из Корнеллского университета. , когда результаты его команды были опубликованы в журнале Science.

«Достигнут режим, который фактически станет предельным пределом разрешения. По сути, теперь мы можем очень простым способом выяснить, где находятся атомы. Это открывает множество новых возможностей измерения того, что мы хотели сделать в течение очень долгого времени».

Это достижение является результатом работы вершины технологии атомной визуализации, техники, называемой птихография.

Птихография на самом деле не метод прямого изображения, а своего рода интерферометрия. Это генерация изображения из интерференционных картин. Электроны были обстреляны образцом ортоскандата празеодима; когда эти электроны ударяются об атомы материала, они отскакивают.

Измеряя характер отражения или рассеяния этих электронов при перемещении луча, система визуализации может создать изображение того, что происходит электроны отскакивают.

Поскольку ортоскандат празеодима представляет собой соединение, вы видите здесь три разных типа атомов. Пары ярких пятен, соединенных вместе, представляют собой празеодим. Одиночные яркие капли — это скандий. А слабые красные капли — это кислород. Все эти атомы связаны вместе, образуя чистый, совершенный кристалл, изображенный Ченом и его коллегами.

Прорыв в атомной визуализации имеет последствия и применения в физике и технике, предоставляя нам великолепную возможность изучать атомные структуры. в высоком разрешении и трех измерениях. Мы можем использовать это для всего: от материаловедения до квантовой связи.

«Мы хотим применять это ко всему, что мы делаем», — сказал Мюллер. «До сих пор мы все носили очень плохие очки. А теперь у нас действительно есть действительно хорошая пара. Почему бы тебе не снять старые очки, надеть новые и носить их постоянно? «

То, что люди могут сделать, если действительно задумаются об этом, просто невероятны.

Полную статью команды можно найти в Science.