محققان میکروسکوپ پیشگامانه ای ساخته اند که حرکت الکترون ها را با سرعتی که قبلاً هرگز به آن دست نیافته بود ثبت می کند. این دستگاه جدید که «اتومیکروسکوپ» نامیده میشود، از لیزر و پرتو الکترونی برای عکسبرداری از الکترونها با سرعت حیرتانگیز ۶۲۵ آتوثانیه یعنی میلیاردم یک میلیاردم ثانیه استفاده میکند. این پیشرفت، به رهبری فیزیکدان محمد حسن و تیمش در دانشگاه آریزونا، نشان دهنده جهشی قابل توجه در توانایی مشاهده و درک رفتار مولکولی با دقت قابل توجه است.
تصویربرداری دقیق در سطح اتمی
اتمیکروسکوپ پیشرفتی از میکروسکوپ الکترونی عبوری سنتی است که طبق مقاله تحقیقاتی از پرتوهای الکترونی برای تصویربرداری از اجسام کوچک به اندازه چند نانومتر استفاده می کند. برخلاف میکروسکوپهای مبتنی بر نور معمولی، که توسط طول موج نور محدود میشوند، پرتوهای الکترونی وضوح بسیار بالاتری ارائه میدهند. این به دانشمندان اجازه می دهد تا ساختارهای بسیار کوچکی مانند اتم های منفرد یا خوشه های الکترون را با وضوح بی سابقه ای مشاهده کنند.
برای دستیابی به این سطح بی سابقه از جزئیات، محققان از لیزر برای برش پرتو الکترونی به پالس های فوق کوتاه استفاده کردند. این پالسها مانند شاتر روی دوربین عمل میکنند و میکروسکوپ را قادر میسازد تا هر ۶۲۵ آتوثانیه عکسهای فوری از الکترونهای درون یک صفحه گرافن بگیرد. اگرچه فناوری فعلی هنوز امکان تصویربرداری از تک تک الکترونها را نمیدهد، تصاویر جمعآوریشده را میتوان برای ایجاد یک فیلم استاپ موشن جمعآوری کرد که نشان میدهد چگونه گروهی از الکترونها در یک مولکول حرکت میکنند.
انقلابی در مطالعه الکترون ها
این تکنیک ابزار جدید قدرتمندی را برای مطالعه دینامیک الکترون در مواد مختلف، از جمله مواردی که در واکنشهای شیمیایی یا حتی در ساختارهای بیولوژیکی مانند DNA دخالت دارند، به محققان ارائه میدهد. درک این فرآیندها در چنین مقیاس خوبی می تواند منجر به پیشرفت هایی در توسعه مواد جدید و داروهای شخصی شود. حسن اشاره میکند که اتمیکروسکوپ شکاف بین تحقیقات آزمایشگاهی و کاربردهای دنیای واقعی را پر میکند و به دانشمندان فرصتی برای مشاهده و مطالعه جهان اتمی به روشهایی ارائه میدهد که قبلا غیرممکن بود.
اتمیکروسکوپ با ارائه دیدی دقیق تر از حرکت الکترون می تواند انقلابی در نحوه برخورد و حل مسائل پیچیده در شیمی و زیست شناسی دانشمندان ایجاد کند.
