Новый микроскоп способен фотографировать электроны в движении

В отличие от обычной камеры, электронный микроскоп не использует отраженный свет для получения изображений. Вместо этого он применяет пучки электронов, которые направляются на анализируемый объект. Разрешающая способность в данном случае зависит от длительности электронных импульсов: скорейшие импульсы обеспечивают более четкое изображение.

Обычно такие устройства генерируют серию импульсов, продолжающихся несколько аттосекунд. Для справки, одна аттосекунда равна одной квинтиллионной части секунды. Однако такая последовательность импульсов не позволяет фиксировать моментальные изменения в движении электронов. С появлением нового микроскопа эта проблема была решена. Он делает не последовательность импульсов, а создает один аттосекундный импульс, который соответствует скорости движения самих электронов. Таким образом, удалось достичь значительного прогресса в изображении динамических процессов на наноуровне.

«Этот просвечивающий электронный микроскоп подобен очень мощной камере в последних версиях смартфонов; он позволяет нам фотографировать то, чего мы раньше не могли видеть, — например, электроны. Мы надеемся, что с помощью этого микроскопа научное сообщество сможет понять квантовую физику, лежащую в основе поведения и движения электрона», — пояснил Мохаммед Хассан, один из авторов исследования.

Хассан и его команда базировали свою исследовательскую деятельность на достижениях Пьера Агостини, Ференца Крауша и Анны Л'Юйер. В 2023 году они были удостоены Нобелевской премии по физике за разработку первого импульса экстремального ультрафиолетового излучения, который оказался настолько кратким, что его можно было измерить в аттосекундах.