Naučnici sa Univerziteta Ohajo i Univerziteta Illinois uspjeli su dobiti zadivljujuću sliku jednog atoma zahvaljujući korištenju rendgenske tehnologije. Ovo je objavljeno u saopštenje za javnost Univerzitet Ohajo.
Od otkrića rendgenskih zraka u kasnim 1800-im, oni su postali važan alat u mnogim poljima. To je vrsta elektromagnetnog zračenja vrlo velike energije i kratke talasne dužine, a njegova sposobnost da prodire u materiju čini snop veoma korisnim za snimanje u medicini, nauci o materijalima, arheologiji i astrofizici.
Tradicionalne metode detekcije rendgenskih zraka, međutim, oslanjaju se na interakciju rendgenskih zraka s mnogim atomima u uzorku kako bi se generirao signal koji se može detektirati. To je zbog činjenice da je signal koji proizvodi jedan atom izuzetno slab, pa ga je teško razlikovati od pozadinske buke.
Dosadašnji standard za najmanju količinu koju je moglo osvijetliti rendgenski zraci bio je 10 atoma, a u poređenju s njim ovo dostignuće je revolucionarno. To bi potencijalno moglo revolucionirati način na koji naučnici i istraživači otkrivaju materijale. Za svoje istraživanje naučnici su odabrali atom gvožđa i terbija.
Konvencionalni detektori rendgenskih zraka modificirani su oštrim metalnim vrhom u kombinaciji sa sinhrotronskom rendgenskom skenirajućom tunelskom mikroskopijom (SX-STEM), koja se prvenstveno koristi za snimanje na nanosmjerima i karakterizaciju materijala, za detekciju elektrona pobuđenih rendgenskim zrakama iz pojedinačnih atoma.
Jednostavno rečeno, SX-STEM omogućava naučnicima da koriste X-zrake kako bi vidjeli elemente u materijalu i razumjeli njegov hemijski sastav. To se događa pobuđivanjem (ili energiziranjem) elektrona u jezgri atoma. Kada elektroni apsorbuju X-zrake i postanu uzbuđeni, stvaraju jedinstven otisak prsta. Zahvaljujući ovom otisku, naučnici određuju vrstu elemenata koji su prisutni u proučavanom materijalu.
Tim je otkrio da spektri apsorpcije rendgenskih zraka otkrivaju jedinstvene potpise koji odgovaraju atomima željeza i terbija. Naučnici su dodatno koristili metodu rendgenskog rezonantnog tunela (X-ERT) za karakterizaciju hemijskih stanja atoma i otkrili dominantni atom željeza.
Zanimljivo je da su istraživači primijetili da se rendgenski signal može otkriti samo kada je specijalizovani vrh postavljen u neposrednoj blizini atoma. Ovo je potvrdilo da je detekcija visoko lokalizirana i fokusirana na atom od interesa za istraživače, što je omogućilo detaljnu karakterizaciju i analizu svojstava i ponašanja atoma.
„Ovo dostignuće kombinuje sinhrotronsko rendgensko zračenje s kvantnim procesom tuneliranja kako bi se otkrio rendgenski potpis jednog atoma i otvara mnoge zanimljive linije istraživanja, uključujući proučavanje kvantnih i magnetskih svojstava samo jednog atoma pomoću sinhrotronskog X-zraka radijacije", navode naučnici.
Pročitajte također: