Trilyonda Bir Saniyelik Deklanşör Hızına Sahip Kamera Hareket Halindeki Kaosu Fotoğraflıyor

[™ Admin]

Trilyonda Bir Saniyelik Deklanşör Hızına Sahip Kamera Hareket Halindeki Kaosu Fotoğraflıyor

Bir fotoğraf çekmek için, piyasadaki en iyi dijital kameralar deklanşörlerini yaklaşık dört binde bir saniye kadar açar.

Atomik aktiviteyi fotoğraflamak için çok daha hızlı tıklayan bir deklanşöre ihtiyacınız olacak.

Bunu akılda tutarak, bilim insanları 2023'te saniyenin sadece trilyonda biri veya bu dijital kameralardan 250 milyon kat daha hızlı bir deklanşör hızı elde etmenin bir yolunu açıkladılar. Bu, malzeme biliminde çok önemli bir şeyi yakalama yeteneğine sahip olmasını sağlıyor: dinamik düzensizlik.

Basitçe söylemek gerekirse, atom kümelerinin belirli bir süre boyunca belirli şekillerde bir malzemede hareket etmesi ve dans etmesidir - örneğin bir titreşim veya sıcaklık değişikliği tarafından tetiklenir. Henüz tam olarak anladığımız bir olgu değil, ancak malzemelerin özellikleri ve tepkimeleri için çok önemlidir.

Süper hızlı deklanşör hızı sistemi, dinamik düzensizlikte neler olup bittiğine dair bize çok daha fazla içgörü sağlıyor. Araştırmacılar icatlarına değişken deklanşörlü atom çifti dağılım fonksiyonu veya kısaca vsPDF adını veriyorlar.

New York'taki Columbia Üniversitesi'nden malzeme bilimci Simon Billinge, "Sadece bu yeni vsPDF aracıyla malzemelerin bu tarafını gerçekten görebiliyoruz," dedi.

"Bu teknikle bir malzemeyi izleyip hangi atomların dansta olduğunu ve hangilerinin dışarıda kaldığını görebileceğiz."

Daha hızlı bir deklanşör hızı, hızla titreyen atomlar gibi hızla hareket eden nesneler için yararlı olan daha kesin bir zaman anlık görüntüsü yakalar. Örneğin, bir spor müsabakasının fotoğrafında düşük bir deklanşör hızı kullanırsanız, karede bulanık oyuncularla karşılaşırsınız.

Şaşırtıcı derecede hızlı bir anlık görüntü elde etmek için vsPDF, geleneksel fotoğrafçılık teknikleri yerine atomların konumunu ölçmek için nötronları kullanır. Nötronların bir malzemeye çarpma ve içinden geçme şekli, enerji seviyelerindeki değişiklikler deklanşör hızı ayarlamalarına eşdeğer olacak şekilde çevredeki atomları ölçmek için izlenebilir.

Deklanşör hızındaki bu değişimler, saniyenin trilyonda biri kadar önemli: Bunlar, ilgili ancak farklı statik düzensizlikten dinamik düzensizliği ayırt etmede hayati önem taşıyor - bir malzemenin işlevini geliştirmeyen atomların yerinde normal arka plan titremesi.

Billinge, "Karmaşık malzemelerde olup bitenlerin karmaşıklıklarını, özelliklerini aşırı yükleyebilen gizli etkileri çözmek için bize yepyeni bir yol sunuyor" dedi.

Bu durumda, araştırmacılar nötron kameralarını germanyum tellür (GeTe) adı verilen bir malzemeye yönelttiler; bu malzeme, özel özellikleri nedeniyle atık ısıyı elektriğe veya elektriği soğutmaya dönüştürmek için yaygın olarak kullanılır.

Kamera, GeTe'nin ortalama olarak tüm sıcaklıklarda bir kristal olarak yapılandırılmış kaldığını ortaya koydu. Ancak daha yüksek sıcaklıklarda, atomların malzemenin kendiliğinden elektriksel polarizasyonunun yönüne uyan bir eğimi izleyerek termal enerjiye hareket alışverişinde bulunduğu daha dinamik bir düzensizlik gösterdi.

Bu fiziksel yapıları daha iyi anlamak, termoelektriğin nasıl çalıştığına dair bilgimizi geliştirerek, daha iyi malzemeler ve ekipmanlar geliştirmemizi sağlar; örneğin, güneş ışığı olmadığında Mars gezginlerine güç veren aletler gibi.

Yeni kamera tarafından yakalanan gözlemlere dayanan modeller aracılığıyla, bu malzemeler ve süreçler hakkındaki bilimsel anlayış geliştirilebilir. Ancak, vsPDF'nin yaygın olarak kullanılan bir test yöntemi haline gelmesi için hala yapılacak çok iş var.

Araştırmacılar makalelerinde, "Burada açıklanan vsPDF tekniğinin, enerji malzemelerinde yerel ve ortalama yapıları uzlaştırmak için standart bir araç haline geleceğini öngörüyoruz" açıklamasını yaptılar.

Kaynak: Science Alert