Ученые сделали первое в истории рентгеновское фото одного атома
Группа ученых из Аргонской национальной лаборатории Университета Огайо и Университета Иллинойса в Чикаго впервые в истории смогла сделать рентгеновский снимок всего одного атома. Такое достижение является действительно революционным, поскольку ранее рентгеновскими лучами удавалось просветить минимум 10 000 атомов.
Результаты проведенного исследования были опубликованы в журнале Nature. Ученые также представили и само полученное фото (доскролльте новость до конца, чтобы увидеть снимок).
С момента открытия рентгеновских лучей в конце 1800-х годов они стали важным инструментом во многих отраслях. Они оказались полезны для визуализации в медицине, материаловедении, археологии и астрофизике.
Правда, обычно методы рентгеновского обнаружения полагаются на взаимодействие лучей со многими атомами, поскольку сигнал, производимый одним атомом, слаб и его трудно отличить от фонового шума.
Ранее самым большим достижением ученых было просвечивание с помощью рентгеновских лучей 10 000 атомов. Но авторы нового исследования прыгнули выше головы. Их открытие может потенциально совершить революцию в том, как ученые и исследователи обнаруживают материалы.
Для исследования были использованы атомы железа и тербия.
Для того чтобы сфотографировать именно один атом, ученым пришлось модифицировать рентгеновские детекторы с помощью острого металлического наконечника, к которому была подключена система синхротронной рентгеновской сканирующей туннельной микроскопии (SX-STEM). Эта система используется для наноразмерной визуализации и характеризации материалов.
Проще говоря, SX-STEM позволяет ученым понимать химический состав материала, просвечивая его рентгеновскими лучами. Для этого система возбуждает (путем предоставления энергии) электроны в ядре атома, создающие уникальный отпечаток. Именно благодаря этому отпечатку ученые могут определить тип элементов, присутствующих в изучаемом материале.
Также при исследовании был использован метод рентгеновского возбужденного резонансного туннелирования (X-ERT) для характеристики химических состояний атомов. Это показало, что X-ERT для атома железа был доминирующим.
В ходе исследования ученые заметили, что рентгеновский сигнал можно было обнаружить только тогда, когда специализированный наконечник был размещен в непосредственной близости к атому. Это подтвердило, что обнаружение было сфокусировано именно на одном атоме, который интересовал исследователей.
"Это достижение… открывает много интересных направлений исследований, включая исследования квантовых и спиновых (магнитных) свойств только одного атома с помощью синхротронного рентгеновского излучения", – заявил ведущий автор исследования, профессор Со Вай Хла.
Ранее OBOZREVATEL рассказывал о получении первого в истории фото ДНК.
Подписывайтесь на каналы OBOZREVATEL в Telegram и Viber, чтобы быть в курсе последних событий.