Dünyanın en hızlı mikroskobu, bilim dünyasında bir ilki başardı

Arizona Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, hareketli elektronların dondurulmuş kare görüntülerini yakalayabilen bir cihaz olan dünyanın en hızlı elektron mikroskobunu geliştirdi.

Araştırmacılar bu yeniliğin fizik, kimya, biyomühendislik ve malzeme bilimi başta olmak üzere birçok bilimsel alanda önemli ilerlemelere yol açacağını öngörüyor.

Fizik ve Optik Bilimler Doçenti Mohammed Hassan, "Interesting Engineering" (IE) sitesine yaptığı açıklamada, bu mikroskopla bilim camiasının bir elektronun nasıl davrandığını ve nasıl hareket ettiğini açıklayan kuantum fiziğini anlayabileceğini umduklarını belirtti ve ekledi:

"Bu yeni araç, zamanı dondurmak ve elektron hareketini iş başında görmek için en yüksek zamansal çözünürlüğe sahip. Attomikroskopi elektron görüntüleme, bilimsel bulguları mühendislik uygulamalarına dönüştürmek için güçlü bir köprü oluşturuyor."

ELEKTRON MİKROSKOBU NASIL ÇALIŞIYOR?

IE'nin aktardığına göre ilk olarak 2000'li yıllarda geliştirilen ultra hızlı elektron mikroskopları, darbeli elektron ışınları üretmek için lazerlerden yararlanarak zamansal çözünürlüğü (bir numunedeki zaman içindeki değişiklikleri gözlemleme yeteneği) önemli ölçüde artırıyor.

Görüntü kalitesinin kameranın deklanşör hızına bağlı olduğu geleneksel mikroskopların aksine, bu gelişmiş transmisyon elektron mikroskoplarında çözünürlük elektron darbelerinin süresine göre belirleniyor.

Sistemin çalışma prensibi ise çok basit: darbe ne kadar hızlı olursa görüntü de o kadar keskin oluyor.

Daha önceki ultra hızlı elektron mikroskopları, saniyenin kentilyonda biri olan attosaniye cinsinden ölçülen hızlarda bir dizi elektron darbesi yayarak çalışıyordu. Bu darbeler, bir filmdeki kareler gibi sıralı görüntüler oluştursa da bu kareler arasında bir elektron içindeki hızlı değişimler ve reaksiyonlar anlaşılamıyordu.

BİR KAMERANIN GÖRÜNMEYEN ANLARI YAKALAMASI GİBİ

Arizona Üniversitesi araştırmacıları ilk kez bir elektronu sabit bir durumda yakalamak için tek bir attosaniye elektron darbesi üreterek elektronların hareket hızına uymayı başardı. Bu buluş, mikroskopun zamansal çözünürlüğünü önemli ölçüde artırarak, yüksek hızlı bir kameranın görünmeyen anları yakalamasına benzer bir şekilde çalışıyor.

Hassan ve ekibi, attosaniye cinsinden ölçülebilecek kadar kısa ilk aşırı ultraviyole radyasyon darbesini ürettikleri için 2023 yılında Nobel Fizik Ödülü'ne layık görülen Pierre Agostini, Ferenc Krausz ve Anne L'Huillier'in Nobel Ödüllü çalışmaları üzerine inşa etti.

Çalışmanın detayları Science Advances dergisinde yayımlandı.