Nuevo microscopio observa átomos con la resolución más alta jamás vista

Nuevo microscopio observa átomos con la resolución más alta jamás vista

New microscope peers at atoms at the highest-ever resolution

En 2018, investigadores de la Universidad de Cornell construyeron un detector de potencia extremadamente alta que utilizaba un proceso impulsado por algoritmos llamado pticografía para triplicar la resolución de los microscopios electrónicos de última generación actuales. El avance estableció una resolución récord en el proceso. Una advertencia con esa máquina es que solo funciona con muestras ultrafinas de solo unos pocos átomos de espesor.

Un nuevo equipo dirigido por algunos de los mismos investigadores de Cornell ha latido su récord de 2018 por un factor de dos utilizando un nuevo detector de matriz de píxeles de microscopio electrónico (EMPAD) que utiliza un algoritmo de reconstrucción 3D más refinado. Los investigadores del proyecto dicen que la resolución está tan ajustada que el único desenfoque que queda es el temblor térmico de los átomos en la muestra. El equipo de investigadores fue dirigido por David Mueller, quien dice que el nuevo microscopio no solo establece un nuevo récord; define un nuevo régimen que efectivamente será un límite máximo de resolución.

Mueller también dice que el desarrollo abre muchas nuevas posibilidades de medición para cosas que los científicos han querido hacer durante mucho tiempo. El avance resolvió un problema de larga data al deshacer la dispersión múltiple del rayo en la muestra, algo que el científico Hans Bethe definió en 1928 que ha impedido a los científicos resolver el asunto en el pasado.

Los escaneos de pticografía que utilizan patrones de dispersión superpuestos fueron muestras de material y busca cambios en las regiones superpuestas. Mueller dice que los científicos están persiguiendo patrones de motas que se parecen mucho a los patrones de puntero láser que los gatos disfrutan atacando. Los científicos quieren ver cómo cambia el patrón y pueden calcular la forma del objeto que causó ese patrón.

El detector está ligeramente desenfocado y el haz es amplio para capturar la mayor variedad de datos posible. Los complicados algoritmos que desarrolló el equipo reconstruyen el patrón, lo que da como resultado una imagen extremadamente precisa con precisión de un picómetro.

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