Холодные электроны дают лучший фокус

Австралийские ученые разработали новый метод получения изображений атомов, который может оказаться полезным в области производства новых лекарственных средств и разработки материалов. Он получил название источника холодных электронов и способен улучшить качество наноснимков, а также скорость их получения. Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature Physics. В конечном итоге, они позволят ученым наблюдать за реакцией белков на различные химические вещества или распространением микроскопических трещин в лопастях турбин реактивных двигателей.

Исследование, возглавляемое Робертом Шольтеном, адъюнкт-профессором из Физической школы при Университете Мельбурна, направлено на преодоление недостатков традиционных синхротронных рентгеновских и электронных микроскопов. По словам Шольтена, современные электронные микроскопы рассеивают электроны. Ученый сравнивает это с паром, выходящим из чайника – он распространяется повсюду, и нет возможности его контролировать. Однако если можно было бы контролировать электроны и направлять их в виде луча по прямой линии, это дало бы намного более качественные изображения. Для этого электроны должны быть холодными.

Шольтену и его коллегам удалось достичь этого, пропустив ряд лазерных лучей через рубидиевый газ, охлажденный до миллионных долей градуса Кельвина, т.е. до температуры, близкой к абсолютному нулю.

Этот процесс медленно высвобождает электроны, которым можно придавать любые желаемые конфигурации. Затем, чтобы сфокусировать электроны на цели, ученые использовали электрическое поле. По словам Шольтена, формирование электронного облака – единственный способ быстро доставить достаточное количество электронов к цели и получить детализированное изображение. Конечной целью ученых является получение видео, изображающего то, что происходит на наноуровне.