Təsəvvür edin ki, o qədər güclü kameraya sahibsiniz ki, hərəkət edən elektronun dondurulmuş çərçivəli fotoşəkillərini çəkə bilərsiniz – o qədər sürətlə hərəkət edən bir cismin bir saniyə ərzində Yer ətrafında dəfələrlə dövrə vura biləcəyi. Arizona Universitetinin tədqiqatçıları bunu edə bilən dünyanın ən sürətli elektron mikroskopunu hazırlayıblar.

Onlar inanırlar ki, onların işləri fizika, kimya, biomühəndislik, material elmləri və s. sahələrdə əsaslı irəliləyişlərə səbəb olacaq.

“Smartfonun ən son versiyasını əldə etdiyiniz zaman o, daha yaxşı kamera ilə gəlir” dedi fizika və optika elmləri üzrə dosenti Məhəmməd Həsən .

“Bu ötürücü elektron mikroskopu ağıllı telefonların ən son versiyasında çox güclü kameraya bənzəyir; o, elektronlar kimi əvvəllər görə bilmədiyimiz şeylərin şəkillərini çəkməyə imkan verir. Bu mikroskopla ümid edirik ki, elmi ictimaiyyət bu mikroskopla elektronun necə davranması və elektronun necə hərəkət etməsinin arxasında kvant fizikası var.”

Həsən , Science Advances jurnalında “Atosecond elektron mikroskopiyası və difraksiya” adlı tədqiqat məqaləsini dərc etdirən fizika və optika elmləri şöbələrində tədqiqatçılar qrupuna rəhbərlik etdi .

Həsən fizika kafedrasının dosenti Nikolay Qolubevlə birlikdə işləyirdi; Dandan Hui, aparıcı müəllif və optika və fizika üzrə keçmiş tədqiqatçı, hazırda Çin Elmlər Akademiyasının Xi’an Optika və Dəqiq Mexanika İnstitutunda işləyir; Husain Alqattan, həmmüəllif, A məzunu və Küveyt Universitetinin fizika professoru; və optika və fizika üzrə təhsil alan aspirant Mohamed Sennary.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=135&slotname=8188791252&adk=2329133447&adf=1857921027&pi=t.ma~as.8188791252&w=540&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1724272069&rafmt=11&format=540×135&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2024-08-world-fastest-microscope-electrons-motion.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTUuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTI3LjAuNjUzMy4xMjAiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siTm90KUE7QnJhbmQiLCI5OS4wLjAuMCJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEyNy4wLjY1MzMuMTIwIl0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEyNy4wLjY1MzMuMTIwIl1dLDBd&dt=1724272000071&bpp=1&bdt=176&idt=199&shv=r20240815&mjsv=m202408130101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3D6bf3eefe49031f83%3AT%3D1721367059%3ART%3D1724271796%3AS%3DALNI_MacAfAOJA8VyURIyKJCZKOtEk96_Q&eo_id_str=ID%3D253fe466b124068d%3AT%3D1721367059%3ART%3D1724271796%3AS%3DAA-Afja3CR3UFVWEVuVSmzApOeu3&prev_fmts=0x0%2C1519x695&nras=2&correlator=3338301095357&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=1&u_h=864&u_w=1536&u_ah=816&u_aw=1536&u_cd=24&u_sd=1.25&dmc=8&adx=395&ady=2007&biw=1519&bih=695&scr_x=0&scr_y=0&eid=44759876%2C44759927%2C44759837%2C44798934%2C95334828%2C95338227%2C95340754%2C31086337%2C31086139&oid=2&pvsid=4376231233608335&tmod=357197716&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fsort%2Fdate%2Fall%2Fpage3.html&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1536%2C0%2C0%2C0%2C1536%2C695&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=0&td=1&tdf=0&psd=W251bGwsbnVsbCwibGFiZWxfb25seV8xIiwxXQ..&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=69235

Transmissiya elektron mikroskopu elm adamları və tədqiqatçılar tərəfindən ənənəvi işıq mikroskopunun aşkar edə bilməyəcək qədər kiçik detalları görmək üçün obyektləri həqiqi ölçülərindən milyonlarla dəfə böyütmək üçün istifadə olunan bir vasitədir.

Görünən işıqdan istifadə etmək əvəzinə, ötürücü elektron mikroskopu öyrənilən nümunədən asılı olmayaraq elektron şüalarını istiqamətləndirir. Elektronlar və nümunə arasındakı qarşılıqlı əlaqə linzalar tərəfindən tutulur və nümunənin ətraflı təsvirlərini yaratmaq üçün kamera sensoru tərəfindən aşkar edilir.

Bu prinsiplərdən istifadə edən ultra sürətli elektron mikroskoplar ilk dəfə 2000-ci illərdə hazırlanmış və elektronların impuls şüaları yaratmaq üçün lazerdən istifadə edilmişdir. Bu texnika mikroskopun müvəqqəti ayırdetmə qabiliyyətini – zamanla nümunədəki dəyişiklikləri ölçmək və müşahidə etmək qabiliyyətini xeyli artırır.

Bu ultra sürətli mikroskoplarda, görüntü keyfiyyətini diktə etmək üçün kameranın çekim sürətinə etibar etmək əvəzinə , ötürücü elektron mikroskopun ayırdetmə qabiliyyəti elektron impulslarının müddəti ilə müəyyən edilir.

Nəbz nə qədər sürətli olsa, görüntü bir o qədər yaxşı olar.

Ultra sürətli elektron mikroskopları əvvəllər bir neçə attosaniyəlik sürətlə elektron impulslar qatarı yaymaqla işləyirdi. Attosaniyə saniyənin kvintilyonda biridir. Bu sürətlərdə impulslar filmdəki kadrlar kimi bir sıra təsvirlər yaradır, lakin elm adamları real vaxtda təkamül edərkən həmin kadrlar arasında baş verən elektronda baş verən reaksiyaları və dəyişiklikləri hələ də əldən verirdilər.

Bir elektronun yerində donduğunu görmək üçün A tədqiqatçıları ilk dəfə olaraq elektronların hərəkəti qədər sürətli olan tək attosaniyəlik elektron impuls yaratdılar və bununla da mikroskopun temporal ayırdetmə qabiliyyətini artırdılar, məsələn, hərəkətləri çəkən yüksək sürətli kamera əks halda görünməz olardı.

Həsən və onun həmkarları öz işlərini Nobel mükafatlı Pierre Agostini, Ferenc Krausz və Anne L’Huilliere-nin nailiyyətləri əsasında qurdular. Onlar 2023-cü ildə Fizika üzrə Roman Mükafatını qazandılar, o qədər qısa ölçüdə ölçülə bilən ilk ekstremal ultrabənövşəyi şüalanma impulsunu yaratdılar. attosaniyə.

Bu işdən bir pilləkən kimi istifadə edərək, U of A tədqiqatçıları güclü bir lazerin parçalandığı və iki hissəyə – çox sürətli elektron nəbzinə və iki ultra qısa işıq impulsuna çevrildiyi bir mikroskop hazırladı. Nasos impulsu kimi tanınan ilk işıq impulsu nümunəyə enerji verir və elektronların hərəkətinə və ya digər sürətli dəyişikliklərə məruz qalmasına səbəb olur.

“Optik qapı nəbzi” də adlandırılan ikinci işıq nəbzi qapılı, tək attosaniyəlik elektron nəbzinin yarandığı qısa bir zaman pəncərəsi yaradaraq qapı kimi çıxış edir. Qapı impulsunun sürəti buna görə də təsvirin həllini diktə edir. Tədqiqatçılar iki impulsu diqqətlə sinxronlaşdıraraq, atom səviyyəsində ultrasürətli prosesləri müşahidə etmək üçün elektron impulsların nümunəni nə vaxt yoxlayırlar.

“Elektron mikroskopların daxilindəki müvəqqəti ayırdetmə qabiliyyətinin yaxşılaşdırılması çoxdan gözlənilən idi və bir çox tədqiqat qruplarının diqqət mərkəzində idi, çünki hamımız elektronların hərəkətini görmək istəyirik” dedi Həsən.

“Bu hərəkətlər attosaniyələrdə baş verir. Amma indi ilk dəfə olaraq elektron ötürücü mikroskopumuzla attosaniyədə müvəqqəti rezolyusiyaya nail ola bilirik və biz bunu “attomikroskopiya” adlandırdıq. İlk dəfə olaraq elektron parçalarını hərəkətdə görə bilirik”.

Daha çox məlumat: Dandan Hui və digərləri, Attosecond elektron mikroskopiyası və difraksiya, Elm İnkişafı (2024). DOI: 10.1126/sciadv.adp5805 . www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adp5805

Jurnal məlumatı: Science Advances 

Arizona Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir