Uus seade on transmissioonielektronmikroskoobi uuem versioon ning jäädvustab elektronide liikumist..See on päris suur saavutus: elektronid liiguvad umbes 2200 kilomeetrit sekundis.
„See transmissioonielektronmikroskoop on nagu väga võimas kaamera nutitelefonide uusimas versioonis; see võimaldab meil pildistada asju, mida me varem ei suutnud näha,“ ütles uuringu juhtautor Mohammed Hassan. „Loodame, et selle mikroskoobi abil saab teadusringkond mõista kvantfüüsikat selle taga, kuidas elektron käitub liigub.“
See, kuidas elektronid aatomite ja molekulide sees paigutuvad ja liiguvad, on oluline küsimus nii füüsikas kui ka keemias, kuid pisikeste osakeste kiirus muudab nende uurimise uskumatult keeruliseks.
Esimese elektronmikroskoobi prototüübi konstrueerisid 1931. aastal saksa füüsik Ernst Ruska ja elektriinsener Max Knoll. Kuid elektronide liikumise jäädvustamiseks sobiva ekspositsiooniaja loomiseks töötasid füüsikud 2000. aastate alguses välja meetodid tillukeste atosekundiliste impulsside tekitamiseks. See tõi neile teadlastele 2023. aasta Nobeli füüsikapreemia.
Vähendades mikroskoopide ekspositsiooniaega mõne atosekundi skaalale, on füüsikud lahti mõtestanud, kuidas elektronid laengut kannavad, kuidas nad pooljuhtide ja vedela vee sees käituvad ning kuidas aatomite vahelised keemilised sidemed lõhenevad.
Kuid isegi mõne atosekundi skaala on liiga suur, et tabada elektronide individuaalset liikumist. Selleks timmisid uue uuringu taga olevad füüsikud elektronipüstolit, kuni see tekitas vaid ühe atosekundi pikkuse impulsi.
Need impulsid tabavad uuritavat „proovi“ ja kui elektronid seda läbivad, nad aeglustuvad ja muudavad elektronkiire lainefrondi kuju. Seejärel suurendatakse aeglustunud kiirt läätsega ja see tabab materjali, mis helendab, kui kiir sellele langeb.
Ühendades elektronimpulsi kahe hoolikalt sünkroniseeritud valgusimpulssiga, et ergutada materjalis olevad elektronid liikuma ja aidata vastavalt kaasa elektronimpulsi tekkimisele, suutsid nad uurida elektronide ülikiiret liikumist aatomite sees.
