Cet enregistrement photo en ultra haute résolution montre des atomes comme vous ne les avez jamais vus auparavant

Esta grabación de fotografías de ultra alta resolución muestra átomos como nunca antes los había visto

en la foto: La imagen de los átomos de una muestra (cristal de praseodimio escaneado ortos, PrScO3) obtenida por ingenieros de la Universidad de Cornell en Nueva York /

Esta es la nueva récord absoluto, la marcada por ingenieros de la Universidad de Cornell en Nueva York, quienes lograron obtener la foto de mayor resolución jamás hecha de átomos individuales. La imagen extraordinaria fue creada utilizando un Detector de matriz de píxeles de microscopio electrónico (EMPAD) integrado con sofisticados algoritmos de reconstrucción 3D que lograron una precisión que supera el doble del récord anterior que ostentaba el mismo equipo de investigación desde 2018. En comparación con el enfoque anterior, el nuevo enfoque ha hecho posible ampliar la muestra 100 millones de veces y corregir todos los desenfoques hasta el punto de que la resolución final esté tan calibrada que los únicos matices presentes sean los debidos a la oscilación de los propios átomos.

El método, descrito en el estudio » La pticografía electrónica alcanza los límites de resolución atómica establecidos por las vibraciones reticulares«Publicado en la revista La ciencia, permitió escanear en detalle un cristal de praseodimio ortoscaneado (PrScO3) y, más precisamente, buscar cambios en las llamadas regiones de superposición. Estas variaciones, evaluadas en comparación con modelos de dispersión, permitieron observar la posición exacta de los átomos que componen la pregunta. » Desenfoque del rayo detector – explicar a los investigadores en una nota – capturamos la mayor variedad de datos posible. Luego se reconstruyeron utilizando complejos algoritmos, hasta obtener una imagen ultraprecisa con precisión picométrica (una billonésima de metro).«.

Gracias a estos nuevos algoritmos, los investigadores ahora pueden corregir todo el desenfoque del microscopio, hasta el punto de que “ el mayor factor de confusión que nos queda está representado por los propios átomos que oscilan, ya que esto es lo que les pasa a los átomos a temperatura finitaDijo David Muller, profesor de la Escuela de Física Aplicada e Ingeniería de la Universidad de Cornell y autor principal del estudio. Cuando hablamos de temperatura, lo que realmente medimos es la velocidad promedio de cuántos átomos se mueven«.

El enfoque no solo estableció un nuevo récord. » Hemos llegado a un esquema que efectivamente será un plazo de resolución – añadió Muller -. Básicamente, ahora podemos averiguar dónde están los átomos de una manera simple, liderando el camino a nuevas posibilidades de medición que queríamos viajar durante mucho tiempo. Y también resolver un problema de larga data, a saber, el de la cancelación. dispersión múltiple del haz en la muestra, lo que hasta ahora nos ha impedido este tipo de medición«.

En el futuro, los investigadores aún podrían romper este nuevo récord, utilizando un material compuesto por átomos más pesados, que oscilan menos o enfrían la muestra. Pero incluso a temperaturas bajo cero, los átomos seguirían teniendo fluctuaciones cuánticas, por lo que la mejora no sería mucho mayor.

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