Созданный лазерный микроскоп делает снимки со скоростью аттосекунды — одной миллиардной доли миллиардной секунды. Названный «аттомикроскопией», этот метод может улавливать стремительное движение электронов внутри молекулы с гораздо большей точностью, чем это было возможно ранее, пишет Science News.
Аттомикроскоп представляет собой модифицированный просвечивающий электронный микроскоп, который использует пучок электронов для получения изображений объектов размером всего в несколько нанометров. Как и свет, электроны можно рассматривать как волны. Однако эти длины волн намного меньше, чем у света. Электронный пучок имеет более высокое разрешение, чем обычный лазер, и может обнаруживать более мелкие объекты, такие как атомы или облака других электронов.
Чтобы получить четкие изображения сверхбыстрых объектов, ученые использовали лазер, разбив электронный луч на сверхкороткие импульсы. Подобно затвору камеры, эти импульсы позволили им захватить новое изображение электронов в листе графена каждые 625 аттосекунд — примерно в тысячу раз быстрее существующих методов.
Микроскоп пока не может захватить изображения одного электрона. Для этого потребовалось бы чрезвычайно высокое пространственное разрешение. Но, соединив собранные изображения вместе, ученые создали своего рода покадровый фильм, который показывает, как группа электронов движется через молекулу.
Новая техника позволит специалистам наблюдать за тем, как происходит химическая реакция. С ее помощью они также смогут исследовать, как электроны перемещаются по ДНК. Эта информация позволит создавать новые материалы или персонализированные лекарства.
«С помощью нового инструмента мы пытаемся построить мост между тем, что ученые могут найти в лаборатории, и реальными приложениями, которые способны оказать влияние на нашу повседневную жизнь», — говорит Мохаммед Хассан, доцент кафедры физики и оптических наук в Университете Аризоны.
Ранее исследователи смогли впервые в истории снять на камеру превращение атомов в квантовые волны. В этом им помогла новая техника визуализации.
