Nauka  /  News

Naukowcy dotarli do ściany i zobaczyli atom. Lepszego mikroskopu już się nie da zbudować

Picture of the author

Pamiętacie jeszcze z lekcji biologii pracę z mikroskopami? Niejednej osobie przy spojrzeniu przez okular opadała szczęka. W niepozornej kropli wody nagle można było zobaczyć niewzruszone niczym mikroorganizmy, które przesuwały się przez pole widzenia mikroskopu. Otóż najnowszy mikroskop opracowany na Uniwersytecie Cornell to zupełnie inny poziom.

Być może w szkole przez mikroskop obserwowaliście przekrój poprzeczny liścia, włos ludzki czy pantofelka. Wyobraźcie sobie jednak, że ten obraz powiększacie tak długo, że dochodzicie do pojedynczych atomów. To, co widzicie to dosłownie pojedyncze atomy. Otóż mikroskop tego typu już istnieje.

Mikroskop elektronowy + algorytmy

Łącząc mikroskop elektronowy EMPAD z możliwościami skomplikowanych algorytmów odtwarzających, inżynierowie stworzyli urządzenie, które jest w stanie pokazać pojedyncze atomy w trzech wymiarach. Rozmycie obrazu atomów spowodowane jest jedynie ich drganiami.

Naukowcy przyznają, że może to być szczytowe osiągnięcie w dziedzinie mikroskopii i że mikroskopu o jeszcze wyższej rozdzielczości nie da się już zbudować. Można wykorzystać do obserwacji atomy cięższych pierwiastków, które wibrują nieco mniej - pozwoliłoby to na zmniejszenie rozmycia, ale to już byłaby niewielka poprawa.

Pobity właśnie rekord rozdzielczości należał do tego samego zespołu badaczy. Jeszcze trzy lata temu naukowcy z Cornell byli w stanie w mikroskopie obrazować supercienkie materiały o grubości zaledwie kilku atomów.

Najnowszego przełomu dostarczyły nowe algorytmy, które są w stanie usunąć z obrazu rozmycie do tego stopnia, że jedynym elementem niewyraźnym są pojedyncze atomy, które zawsze wibrują w temperaturach wyższych od zera absolutnego. - Chcielibyśmy z niego korzystać do absolutnie wszystkiego. To jest tak, jak byśmy do dzisiaj nosili źle dobrane okulary korekcyjne i w końcu trafiliśmy na idealne. Nic dziwnego, że chcielibyśmy na dobre odłożyć stare okulary i od teraz korzystać tylko z tych nowych - podsumowuje David Muller, główny autor opracowania.