Znanstvenici sa Sveučilišta Ohio i Sveučilišta Illinois uspjeli su dobiti zapanjujuću sliku jednog atoma zahvaljujući korištenju tehnologije X-zraka. O tome izvještava u priopćenje za javnost Sveučilište Ohio.
Od otkrića X-zraka u kasnim 1800-ima, one su postale važan alat u mnogim područjima. To je vrsta elektromagnetskog zračenja s vrlo visokom energijom i kratkom valnom duljinom, a njegova sposobnost prodiranja kroz materiju čini zraku vrlo korisnom za snimanje u medicini, znanosti o materijalima, arheologiji i astrofizici.
Međutim, tradicionalne metode detekcije X-zraka oslanjaju se na interakciju X-zraka s mnogim atomima u uzorku kako bi se stvorio signal koji se može detektirati. To je zbog činjenice da je signal koji proizvodi jedan atom izuzetno slab, pa ga je teško razlikovati od pozadinske buke.
Prethodno mjerilo za najmanju količinu koju je X-zraka mogla osvijetliti bila je 10 atoma, au usporedbi s tim, ovo je postignuće revolucionarno. To bi potencijalno moglo revolucionirati način na koji znanstvenici i istraživači otkrivaju materijale. Za svoje istraživanje znanstvenici su odabrali atom željeza i terbija.
Konvencionalni detektori X-zraka modificirani su s oštrim metalnim vrhom spojenim sa sinkrotronskom tunelskom mikroskopijom za skeniranje X-zraka (SX-STEM), koja se primarno koristi za oslikavanje u nanoskali i karakterizaciju materijala, kako bi se detektirali elektroni pobuđeni X-zrakama iz pojedinačnih atoma.
Jednostavno rečeno, SX-STEM omogućuje znanstvenicima korištenje X-zraka kako bi vidjeli elemente u materijalu i razumjeli njegov kemijski sastav. To se događa pobuđivanjem (ili energiziranjem) elektrona u jezgri atoma. Kada elektroni apsorbiraju X-zrake i postanu uzbuđeni, stvaraju jedinstveni otisak prsta. Zahvaljujući ovom otisku, znanstvenici određuju vrstu elemenata koji su prisutni u proučavanom materijalu.
Tim je otkrio da spektri apsorpcije X-zraka otkrivaju jedinstvene potpise koji odgovaraju atomima željeza i terbija. Znanstvenici su dodatno koristili metodu rezonantnog tuneliranja X-zraka (X-ERT) za karakterizaciju kemijskih stanja atoma i otkrili dominantni atom željeza.
Zanimljivo je da su istraživači primijetili da se signal X-zraka može otkriti samo kada se specijalizirani vrh postavi u blizinu atoma. Ovo je potvrdilo da je detekcija bila visoko lokalizirana i usmjerena na atom koji je zanimao istraživače, omogućujući detaljnu karakterizaciju i analizu svojstava i ponašanja atoma.
"Ovo postignuće kombinira sinkrotronsko rendgensko zračenje s procesom kvantnog tuneliranja kako bi se otkrio rendgenski potpis jednog atoma i otvara mnoge zanimljive pravce istraživanja, uključujući proučavanje kvantnih i magnetskih svojstava samo jednog atoma pomoću sinkrotronskog rendgenskog zračenja zračenja", izvještavaju znanstvenici.
Pročitajte također:
Ostavi odgovor