Dünyanın en hızlı mikroskobu hareket eden elektronları görebiliyor

[™ Admin]

Dünyanın en hızlı mikroskobu hareket eden elektronları görebiliyor

Fizikçiler dünyanın en hızlı mikroskobunu yarattılar ve o kadar hızlı ki hareket halindeki elektronları tespit edebiliyor.

Yeni cihaz, transmisyon elektron mikroskobunun daha yeni bir versiyonu, elektronların uçuş halindeki görüntülerini, saniyenin bir kentilyonda biri hızında elektron darbeleriyle vurarak yakalıyor.

Bu oldukça büyük bir başarı: Elektronlar saniyede yaklaşık 1367 mil (saniyede 2.200 kilometre) hızla hareket ediyor ve bu da onları Dünya'nın etrafını yalnızca 18,4 saniyede dolaşabilir hale getiriyor.

Araştırmacılar, mikroskobu küçük parçacıklar üzerinde kullanarak, bunların nasıl uçtuğuna dair bazı yeni keşifler yapmayı umuyorlar. Araştırmacılar bulgularını 21 Ağustos'ta Science Advances dergisinde yayınladılar.

Arizona Üniversitesi'nde fizik ve optik bilimleri doçenti olan baş yazar Mohammed Hassan bir açıklamada, "Bu transmisyon elektron mikroskobu, akıllı telefonların son versiyonundaki çok güçlü bir kamera gibi; daha önce göremediğimiz şeylerin, örneğin elektronların fotoğraflarını çekmemizi sağlıyor." dedi. "Bu mikroskopla, bilim camiasının bir elektronun nasıl davrandığının ve nasıl hareket ettiğinin ardındaki kuantum fiziğini anlayabilmesini umuyoruz."

Elektronların atomlar ve moleküller içinde nasıl düzenlendiği ve yeniden düzenlendiği hem fizik hem de kimyada önemli bir sorudur, ancak minik parçacıkların hareketli doğası onları incelemeyi inanılmaz derecede zorlaştırır.

Elektron hareketlerini yakalayabilen bir pozlama süresi yaratmak için fizikçiler, 2000'lerin başında minik attosaniye (veya 1X10^-18 saniye) darbeleri üretmek için yöntemler geliştirdiler; bu ilerleme, onu yapan bilim insanlarına 2023 Nobel Fizik Ödülü'nü kazandırdı.

Mikroskopların pozlama süresini birkaç attosaniye ölçeğine düşürerek (bir attosaniyenin bir saniyeye oranı, bir saniyenin evrenin yaşına oranıdır), fizikçiler elektronların nasıl yük taşıdığını, yarı iletkenler ve sıvı su içinde nasıl davrandıklarını ve atomlar arasındaki kimyasal bağların nasıl parçalandığını çözdüler.

Ancak birkaç attosaniye ölçeği bile elektronların bireysel hareketlerini yakalamak için çok büyüktür. Bunu başarmak için, yeni çalışmanın arkasındaki fizikçiler bir elektron tabancasını sadece bir attosaniyelik bir darbe üretene kadar ayarladılar.

Bu darbeler incelenen "örneğe" çarpar ve elektronlar içinden geçerken yavaşlar ve elektron ışını dalga cephesinin şeklini değiştirir. Yavaşlayan ışın daha sonra bir mercek tarafından büyütülür ve ışın üzerine düştüğünde parlayan floresan bir malzemeye çarpar.

Elektron darbesini iki dikkatlice senkronize edilmiş ışık darbesiyle eşleştirerek (malzemedeki elektronları harekete geçirmek ve elektron darbesinin yaratılmasına yardımcı olmak için) atomların içindeki elektronların ultra hızlı hareketlerini araştırabildiler.

Hassan, "Elektron iletim mikroskobumuzla attosaniye zamansal çözünürlüğe ulaşabiliyoruz ve buna 'attomikroskopi' adını verdik" dedi. "İlk kez, elektronun parçalarını hareket halinde görebiliyoruz."

Kaynak: Live Science