Âûáèðàé : Ïîêóïàé : Èñïîëüçóé
â ôîêóñå
0

Ñàìûé áûñòðûé â ìèðå ìèêðîñêîï ïîçâîëÿåò óëîâèòü äàæå äâèæåíèå ýëåêòðîíîâ

Ó÷åíûå ñîçäàëè ñàìûé áûñòðûé â ìèðå ìèêðîñêîï, êîòîðûé, êàê îíè íàäåþòñÿ, äàñò îòâåòû íà ôóíäàìåíòàëüíûå âîïðîñû î ïîâåäåíèè ýëåêòðîíîâ. Ïðèáîð íàñòîëüêî áûñòðûé, ÷òî ìîæåò îáíàðóæèòü äâèæóùèåñÿ ýëåêòðîíû.

Íîâîå óñòðîéñòâî, ïðåäñòàâëÿþùåå ñîáîé áîëåå íîâóþ âåðñèþ ïðîñâå÷èâàþùåãî ýëåêòðîííîãî ìèêðîñêîïà, ôèêñèðóåò èçîáðàæåíèÿ ýëåêòðîíîâ â ïîëåòå, âîçäåéñòâóÿ íà íèõ ýëåêòðîííûìè èìïóëüñàìè äëèòåëüíîñòüþ â îäíó êâèíòèëëèîííóþ ñåêóíäû. Ýòî íàñòîÿùèé ïðîðûâ: ýëåêòðîíû äâèæóòñÿ ñî ñêîðîñòüþ ïðèìåðíî 2200 êèëîìåòðîâ â ñåêóíä, ÷òî ïîçâîëÿåò èì îáëåòåòü Çåìëþ âñåãî çà 18,4 ñåêóíäû.

Èñïîëüçóÿ ìèêðîñêîï íà êðîøå÷íûõ ÷àñòèöàõ, èññëåäîâàòåëè íàäåþòñÿ ñäåëàòü íåêîòîðûå íîâûå îòêðûòèÿ íà ïðåäìåò òîãî, êàê îíè âçëåòàþò. Âûâîäû îïóáëèêîâàíû â æóðíàëå Science Advances.

Àáñòðàêòíàÿ ìîäåëü àòîìà ñ ýëåêòðîíàìè, âðàùàþùèìèñÿ â ñâîèõ îáîëî÷êàõ. Íîâûé ìèêðîñêîï ñïîñîáåí óëîâèòü äâèæåíèå ýëåêòðîíîâ

Ýòîò ïðîñâå÷èâàþùèé ýëåêòðîííûé ìèêðîñêîï ïîõîæ íà î÷åíü ìîùíóþ êàìåðó â òîïîâûõ ñìàðòôîíàõ; îí ïîçâîëÿåò äåëàòü ñíèìêè âåùåé, êîòîðûå ìû íå ìîãëè âèäåòü ðàíüøå, íàïðèìåð, ýëåêòðîíîâ. Ó÷åíûå íàäåþòñÿ, ÷òî ñ ïîìîùüþ ýòîãî ìèêðîñêîïà íàó÷íîå ñîîáùåñòâî ñìîæåò ïîíÿòü êâàíòîâóþ ôèçèêó, ëåæàùóþ â îñíîâå òîãî, êàê âåäåò ñåáÿ ýëåêòðîí è êàê îí äâèæåòñÿ.

Òî, êàê ýëåêòðîíû ðàñïîëàãàþòñÿ è ïåðåñòðàèâàþòñÿ âíóòðè àòîìîâ è ìîëåêóë, ÿâëÿåòñÿ âàæíåéøèì âîïðîñîì êàê â ôèçèêå, òàê è â õèìèè, íî ïîäâèæíàÿ ïðèðîäà ìåëü÷àéøèõ ÷àñòèö äåëàåò èõ èçó÷åíèå íåâåðîÿòíî ñëîæíûì.

×òîáû ñîçäàòü âðåìÿ ýêñïîçèöèè, ïîçâîëÿþùåå ôèêñèðîâàòü äâèæåíèÿ ýëåêòðîíîâ, â íà÷àëå 2000-õ ãîäîâ ôèçèêè ðàçðàáîòàëè ìåòîäû ãåíåðàöèè êðîøå÷íûõ àòòîñåêóíäíûõ (èëè 1õ10^-18 ñåêóíä) èìïóëüñîâ — äîñòèæåíèå, êîòîðîå ïðèíåñëî ó÷åíûì, ñîçäàâøèì åãî, Íîáåëåâñêóþ ïðåìèþ ïî ôèçèêå.

Óìåíüøèâ âðåìÿ ýêñïîçèöèè ìèêðîñêîïîâ äî ìàñøòàáà íåñêîëüêèõ àòòîñåêóíä (àòòîñåêóíäà ïî ñðàâíåíèþ ñ ñåêóíäîé òàê æå âåëèêà, êàê ñåêóíäà ïî ñðàâíåíèþ ñ âîçðàñòîì Âñåëåííîé), ôèçèêè âûÿñíèëè, êàê ýëåêòðîíû ïåðåíîñÿò çàðÿä, êàê îíè âåäóò ñåáÿ âíóòðè ïîëóïðîâîäíèêîâ è æèäêîé âîäû è êàê ðàçðûâàþòñÿ õèìè÷åñêèå ñâÿçè ìåæäó àòîìàìè.

Íî äàæå ìàñøòàá â íåñêîëüêî àòòîñåêóíä ñëèøêîì âåëèê, ÷òîáû çàõâàòèòü îòäåëüíûå äâèæåíèÿ ýëåêòðîíîâ. ×òîáû äîáèòüñÿ ýòîãî, ó÷åíûå â ðàìêàõ íîâîãî èññëåäîâàíèÿ íàñòðàèâàëè ýëåêòðîííóþ ïóøêó äî òåõ ïîð, ïîêà îíà íå âûäàâàëà èìïóëüñ âñåãî â îäíó àòòîñåêóíäó.

Ýòè èìïóëüñû ïîïàäàþò íà èçó÷àåìûé «îáðàçåö», è ïî ìåðå òîãî, êàê ýëåêòðîíû ïðîõîäÿò ÷åðåç íåãî, îíè çàìåäëÿþòñÿ è èçìåíÿþò ôîðìó âîëíîâîãî ôðîíòà ýëåêòðîííîãî ïó÷êà. Çàòåì çàìåäëåííûé ëó÷ óâåëè÷èâàåòñÿ ëèíçîé è ïîïàäàåò íà ôëóîðåñöåíòíûé ìàòåðèàë, êîòîðûé ñâåòèòñÿ, êîãäà ëó÷ ïîïàäàåò íà íåãî.

Îáúåäèíèâ ýëåêòðîííûé èìïóëüñ ñ äâóìÿ òùàòåëüíî ñèíõðîíèçèðîâàííûìè èìïóëüñàìè ñâåòà, ÷òîáû ïðèâåñòè ýëåêòðîíû â äâèæåíèå â ìàòåðèàëå è ïîìî÷ü â ñîçäàíèè ýëåêòðîííîãî èìïóëüñà, èññëåäîâàòåëè ñìîãëè èçó÷èòü ñâåðõáûñòðûå äâèæåíèÿ ýëåêòðîíîâ âíóòðè àòîìîâ.

Ó ôèçèêîâ ïîëó÷èëîñü äîñòè÷ü àòòîñåêóíäíîãî âðåìåííîãî ðàçðåøåíèÿ ñ ïîìîùüþ ýëåêòðîííîãî ïðîñâå÷èâàþùåãî ìèêðîñêîïà, è îíè íàçûâàëè òàêîé ìåòîä «àòòîìèêðîñêîïèåé».

Ëó÷øèå ñìàðòôîíû ñòîèìîñòüþ äî 50 000 ðóáëåé: âûáîð ZOOM

Êîììåíòàðèè
Ñòàòüè ïî òåìå