Vidieť elektróny v pohybe

Výskumníci vyvinuli laserový mikroskop, ktorý vytvára snímky s attosekundovou rýchlosťou (1 s = 1018 as). Fyzik Mohammed Hassan z Arizonskej univerzity v Tuscone a jeho kolegovia touto technikou dokážu zachytiť pohyb elektrónov v molekule s oveľa väčšou presnosťou, než bolo doteraz možné.

Ilustrácia University of Arizona

Attomikroskop je upravený transmisný elektrónový mikroskop, ktorý využíva lúč elektrónov na zobrazenie vecí s priemerom len niekoľko nanometrov. Vlnová dĺžka elektrónov je menšia ako vlnová dĺžka svetla, elektrónový lúč má teda väčšie rozlíšenie ako bežný laser a dokáže odhaliť menšie veci, ako sú atómy alebo oblaky iných elektrónov. M. Hassan a jeho kolegovia použili laser na rozrezanie elektrónového lúča na ultrakrátke impulzy. Tieto impulzy im podobne ako uzávierka na fotoaparáte umožnili zachytiť nový obraz elektrónov v grafénovej vrstve každých 625 attosekúnd – približne tisíckrát rýchlejšie ako doterajšie techniky.
Mikroskop zatiaľ nedokáže zachytiť obraz jedného elektrónu – to by si vyžadovalo extrémne vysoké priestorové rozlíšenie. Vedci však spojením zozbieraných snímok vytvorili akýsi stop motion film, ktorý ukazuje, ako sa súbor elektrónov pohybuje v molekule. Táto technika by mohla umožniť sledovať, ako prebieha chemická reakcia, alebo skúmať, ako sa elektróny pohybujú v DNA a pomôcť vedcom pri výrobe nových materiálov alebo personalizovaných liekov.

Zo stránky ScienceNews spracovala BP

Tento článok si môžete prečítať v časopise Quark 10/2024. Ak ešte nie ste našou predplatiteľkou/naším predplatiteľom a chcete mať prístup k exkluzívnemu obsahu, objednajte si predplatné podľa vášho výberu tu.