Αρχική Επιλεγμένα Επίτευγμα: Πανίσχυρο μικροσκόπιο φωτογραφίζει ηλεκτρόνια!

Επίτευγμα: Πανίσχυρο μικροσκόπιο φωτογραφίζει ηλεκτρόνια!

0
ΜΙΚΡΟΣΚΟΠΙΟ ΛΕΙΖΕΡ
ΠΗΓΗ: ΑΠΕ-ΜΠΕ

Νέο πανίσχυρο μικροσκόπιο μπορεί πλέον να φωτογραφίζει ηλεκτρόνια μέσα στα στερεά σώματα. Η τεχνική, χρησιμοποιώντας ακτίνες λέιζερ επιτρέπει την πραγματική θέαση των ηλεκτρονίων στις φωτογραφίες και υπεύθυνοι είναι ομάδα επιστημόνων από τη Γερμανία και την Κίνα με επικεφαλή Έλληνα φυσικό της διασποράς.

Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον καθηγητή Ελευθέριο Γουλιελμάκη του Εργαστηρίου Ακραίας Φωτονικής του Πανεπιστημίου του Ρόστοκ και του Ινστιτούτου Κβαντικής Οπτικής Μαξ Πλανκ στο Γκάρτσινγκ, έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό “Nature”. Το επίτευγμα αναμένεται σταδιακά να επηρεάσει διάφορους τομείς, όπως οι επιστήμες των υλικών, της χημείας, των υπολογιστών, των ηλεκτρονικών κ.ά.

Τα μικροσκόπια του ορατού φωτός μας επιτρέπουν να δούμε μικροσκοπικά αντικείμενα, όπως τα ζωντανά κύτταρα και το εσωτερικό τους. Όμως, δεν μπορούν να διακρίνουν τα ηλεκτρόνια μέσα στα άτομα της στερεής ύλης. Η αιτία είναι ότι το ορατό φως μπορεί να διακρίνει μόνο αντικείμενα ανάλογα σε μέγεθος με το δικό του μήκος κύματος, το οποίο είναι λίγες εκατοντάδες νανόμετρα (εκατομμυριοστά του μέτρου). Όμως, για να γίνουν ορατά τα ηλεκτρόνια, τα μικροσκόπια πρέπει να έχουν δύναμη μεγέθυνσης μεγαλύτερη κατά μερικές χιλιάδες φορές.

Το Πικοσκόπιο Φωτός

Η ερευνητική ομάδα του Δρ Γουλιελμάκη, σε συνεργασία με επιστήμονες του Ινστιτούτου Φυσικής της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών στο Πεκίνο, ανέπτυξαν έναν νέο τύπο μικροσκοπίου, το Πικοσκόπιο Φωτός (Light Picoscope), το οποίο ξεπερνά τους έως τώρα περιορισμούς. Το μικροσκόπιο χρησιμοποιεί ισχυρούς παλμούς λέιζερ για να ακτινοβολήσει λεπτά φιλμ κρυσταλλικών υλικών. Οι παλμοί λέιζερ εξαναγκάζουν μερικά ηλεκτρόνια να επιταχύνουν την κίνησή τους και να συγκρούονται με τα υπόλοιπα, εκπέμποντας έτσι αόρατη ακτινοβολία στο υπεριώδες μέρος του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος, η οποία καταγράφηκε με ειδικούς ανιχνευτές.

Επίτευγμα: Πανίσχυρο μικροσκόπιο φωτογραφίζει ηλεκτρόνια!.
Ηλεκτρόνια στον κρύσταλλο του φθοριούχου ασβεστίου
Credit: Christian Hackenberger/University of Rostock από eenewseurope.com

Αναλύοντας τις ιδιότητες αυτής της ακτινοβολίας, οι ερευνητές κατάφεραν να συνθέσουν εικόνες των ηλεκτρονίων, οι οποίες απεικονίζουν τον τρόπο που αυτά κατανέμονται μέσα στα άτομα. “Αυτή η διακριτική ικανότητα αρκεί για να φωτογραφίσουμε τα ηλεκτρόνια με υψηλή ανάλυση”, δήλωσε ο κ. Γουλιελμάκης.

Ουσιαστικά, οι ισχυροί παλμοί λέιζερ υποχρεώνουν τα ηλεκτρόνια να γίνουν οι φωτογράφοι του χώρου γύρω τους. Οι εν λόγω φωτογραφίες έχουν ανάλυση λίγων δεκάδων πικομέτρων (περίπου 26), δηλαδή μερικών δισεκατομμυριοστών του χιλιοστού. Τα πειράματα της ομάδας ανοίγουν τον δρόμο για την ανάπτυξη μίας νέας κατηγορίας μικροσκοπίων που βασίζονται στα λέιζερ.

Ο στόχος

“Στόχος μας είναι να εξοπλίσουμε τους επιστήμονες της χημείας και των υλικών με ένα νέο εργαλείο, που θα τους επιτρέπει να παρατηρούν τον μικρόκοσμο με πρωτοφανή ακρίβεια και έτσι να κατανοήσουν βαθιά τις χημικές και τις ηλεκτρονικές ιδιότητες των υλικών», ανέφερε ο δρ Γουλιελμάκης.

“Η λεπτομερή κατανόηση των υλικών αποτελεί θεμέλιο λίθο για την πρόοδο της ηλεκτρονικής επιστήμης, της επιστήμης των υπολογιστών και των επιστημών υγείας. Αυτή η βαθιά κατανόηση, με τη σειρά της, θα επιτρέψει τη δημιουργία νέων υλικών που θα υπηρετούν τον άνθρωπο και που θα σέβονται το περιβάλλον“, πρόσθεσε.

Ήδη, οι ερευνητές εργάζονται για τη βελτίωση της τεχνολογίας τους, καθώς σχεδιάζουν να μελετήσουν τα ηλεκτρόνια σε τρεις διαστάσεις και σε μία ευρεία γκάμα υλικών. Επίσης, η ομάδα στοχεύει τώρα να επεκτείνει την τεχνική, ώστε να επιτρέψει την καταγραφή βίντεο που θα απεικονίζει την κίνηση ηλεκτρονίων στα υλικά. “Πρόκειται για έναν πολυπόθητο στόχο της μοντέρνας επιστήμης”, καταλήγει ο κ. Γουλιελμάκης.

Πηγή: ΑΠΕ-ΜΠΕ

ΑΦΗΣΤΕ ΜΙΑ ΑΠΑΝΤΗΣΗ

Please enter your comment!
Please enter your name here