Oamenii de știință de la Universitatea din Ohio și de la Universitatea din Illinois au reușit să obțină o imagine uimitoare a unui singur atom datorită utilizării tehnologiei cu raze X. Acest lucru este raportat în comunicat de presa Universitatea din Ohio.
De la descoperirea razelor X la sfârșitul anilor 1800, acestea au devenit un instrument important în multe domenii. Este un tip de radiație electromagnetică cu energie foarte mare și lungime de undă scurtă, iar capacitatea sa de a pătrunde în materie face ca fasciculul să fie foarte util pentru imagistica în medicină, știința materialelor, arheologie și astrofizică.
Metodele tradiționale de detectare cu raze X, totuși, se bazează pe interacțiunea razelor X cu mulți atomi din probă pentru a genera un semnal detectabil. Acest lucru se datorează faptului că semnalul produs de un singur atom este extrem de slab, deci este dificil să-l distingem de zgomotul de fond.
Reperul anterior pentru cea mai mică cantitate care putea fi iluminată de raze X a fost de 10 de atomi și, în comparație cu aceasta, această realizare este revoluționară. Ar putea revoluționa modul în care oamenii de știință și cercetătorii descoperă materialele. Pentru studiul lor, oamenii de știință au ales un atom de fier și terbiu.
Detectoarele convenționale de raze X au fost modificate cu un vârf de metal ascuțit cuplat cu microscopia cu scanare cu raze X sincrotron (SX-STEM), care este utilizată în principal pentru imagistica la scară nanometrică și caracterizarea materialelor, pentru a detecta electronii excitați cu raze X de la atomi individuali. .
Mai simplu spus, SX-STEM permite oamenilor de știință să folosească raze X pentru a vedea elementele dintr-un material și pentru a înțelege compoziția chimică a acestuia. Acest lucru se întâmplă prin excitarea (sau energizarea) electronilor din nucleul atomului. Când electronii absorb razele X și devin excitați, ei creează o amprentă digitală unică. Datorită acestei amprente, oamenii de știință determină tipul de elemente care sunt prezente în materialul studiat.
Echipa a descoperit că spectrele de absorbție a razelor X au dezvăluit semnături unice corespunzătoare atomilor de fier și terbiu. Oamenii de știință au folosit în plus metoda tunelului de rezonanță cu raze X (X-ERT) pentru a caracteriza stările chimice ale atomilor și au descoperit atomul de fier dominant.
Interesant, cercetătorii au observat că semnalul cu raze X poate fi detectat doar atunci când vârful specializat a fost plasat în imediata apropiere a atomului. Acest lucru a confirmat că detectarea a fost foarte localizată și concentrată pe atomul de interes pentru cercetători, permițând caracterizarea și analiza detaliată a proprietăților și comportamentului atomului.
„Această realizare combină radiația cu raze X sincrotron cu un proces de tunel cuantic pentru a dezvălui semnătura razelor X a unui singur atom și deschide multe linii interesante de cercetare, inclusiv studierea proprietăților cuantice și magnetice ale unui singur atom folosind raze X sincrotron. radiații”, raportează oamenii de știință.
Citeste si: