Svolta nell'imaging: nuova tecnica accelera i microscopi a fascio di atomi neutri

RomeRicercatori dell’Università di Swansea hanno sviluppato un nuovo metodo di imaging che accelera l'acquisizione di immagini al microscopio. Questa tecnica è particolarmente vantaggiosa per i microscopi a fascio di atomi neutri, utilizzati per studiare campioni delicati che non sopportano le tecniche di imaging tradizionali. Questi microscopi impiegano particelle neutre a bassa energia come atomi di elio per esplorare la superficie e la composizione di materiali sensibili, come biofilm batterici, strati di ghiaccio e dispositivi fotovoltaici organici.

La nuova tecnica di imaging risolve un grande problema dei microscopi a fascio di atomi neutri attuali, che scansionano i campioni pixel per pixel attraverso un piccolo foro. Questo metodo richiede molto tempo e deve bilanciare tra la chiarezza dell'immagine e la velocità di scansione. Per ottenere immagini più nitide, il processo diventa molto più lungo.

Principali vantaggi del nuovo metodo:

• Acquisizione delle immagini più rapida
• Risoluzione migliorata con un aumento minimo del tempo
• Possibilità di nuovi meccanismi di contrasto basati sulle proprietà magnetiche

Il professor Gil Alexandrowicz e il suo team hanno sviluppato un nuovo metodo di scansione che non utilizza i tradizionali fori di spillo. Al contrario, si avvale di un campo magnetico non uniforme e del movimento degli spin nucleari per registrare le posizioni degli atomi di elio-3. Questi atomi interagiscono poi con il campione per creare l'immagine. Questo approccio permette di costruire immagini molto più rapidamente, mantenendo alti livelli di dettaglio e qualità.

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Morgan Lowe, dottorando del gruppo di ricerca, ha costruito e testato il dispositivo di codifica magnetica. Hanno misurato con successo il profilo del raggio e i risultati hanno corrisposto alle simulazioni. Questo successo dimostra che il nuovo metodo funziona e suggerisce che potrebbe portare a tempi di imaging più rapidi e a una migliore risoluzione.

Il nuovo sistema di codifica sfrutta le proprietà magnetiche sia del campione che delle particelle del fascio. Questo può aiutare gli scienziati a scoprire nuovi modi per creare contrasto nei loro esperimenti, aprendo a ulteriori opportunità di ricerca. Ad esempio, lo studio di campioni con determinate caratteristiche magnetiche potrebbe offrire intuizioni più dettagliate, ampliando l'uso dei microscopi a fascio atomico neutro.

Il team si concentrerà ora su creare un prototipo completo di un microscopio a fascio neutro con codifica magnetica. Questo sviluppo consentirà di testare a fondo i limiti di risoluzione della nuova tecnica, i metodi di contrasto e i suoi diversi utilizzi.

Questa innovazione potrebbe rivoluzionare il modo in cui scienziati e ingegneri studiano la forma e la composizione di campioni delicati. Rendendo la ricerca più veloce e migliorando l'accuratezza dei dati, avanza la conoscenza scientifica attuale. Con immagini più rapide e nuovi metodi per osservare i contrasti, ricercatori di diversi campi potranno scoprire cose prima impossibili, segnando un progresso significativo per le tecniche di microscopia.