Nuevo avance en imagen: microscopios de haz atómico neutral ahora más rápidos y precisos
MadridInvestigadores de la Universidad de Swansea han desarrollado un nuevo método de imagen que acelera la captura de imágenes microscópicas. Esta técnica es particularmente útil para los microscopios de haz atómico neutral, los cuales se emplean para estudiar muestras delicadas que no pueden soportar las técnicas de imagen convencionales. Estos microscopios utilizan partículas neutras de baja energía, como los átomos de helio, para examinar la superficie y composición de materiales sensibles, como biofilms bacterianos, películas de hielo y dispositivos fotovoltaicos orgánicos.
La nueva técnica de imagen resuelve un gran problema de los microscopios de haz atómico neutro actuales, los cuales escanean las muestras pixel por pixel a través de un pequeño orificio. Este método requiere mucho tiempo y encuentra un equilibrio entre la claridad de la imagen y la velocidad de escaneo. Para obtener imágenes más nítidas, el proceso se vuelve mucho más lento.
Principales ventajas del nuevo método:
- Adquisición de imágenes más rápida
- Mejora de la resolución sin aumentar significativamente el tiempo
- Posibilidad de nuevos mecanismos de contraste basados en propiedades magnéticas
El profesor Gil Alexandrowicz y su equipo han desarrollado una nueva técnica de escaneo que prescinde de los orificios. Esta innovadora metodología utiliza un campo magnético no uniforme y el movimiento de los espines nucleares para registrar las posiciones de los átomos de helio-3. Posteriormente, estos átomos interactúan con la muestra para generar la imagen. Esta técnica permite construir imágenes de manera mucho más rápida sin sacrificar detalle ni calidad.
Morgan Lowe, un estudiante de doctorado en el grupo de investigación, construyó y probó el dispositivo de codificación magnética. Midieron con éxito el perfil del haz y los resultados coincidieron con los cálculos de las simulaciones. Este éxito demuestra que el nuevo método funciona y sugiere que podría conducir a tiempos de imagen más rápidos y mejor resolución.
El nuevo sistema de codificación utiliza las propiedades magnéticas tanto de la muestra como de las partículas del haz. Esto puede ayudar a los científicos a descubrir nuevas formas de crear contraste en sus experimentos, abriendo más oportunidades de investigación. Por ejemplo, estudiar muestras con ciertos rasgos magnéticos podría proporcionar detalles más precisos y ampliar los usos de los microscopios de haz atómico neutro.
El equipo se enfocará ahora en desarrollar un prototipo completo de un microscopio de haz neutro con codificación magnética. Este avance permitirá realizar pruebas exhaustivas sobre los límites de resolución de la nueva técnica, sus métodos de contraste y las diversas formas en que puede ser utilizada.
Este avance podría transformar la manera en que científicos e ingenieros estudian la forma y composición de muestras delicadas. Acelera la investigación y mejora la precisión de los datos, impulsando el conocimiento científico actual. Con imágenes más rápidas y nuevas formas de observar contrastes, investigadores de distintas disciplinas podrían descubrir aspectos antes inaccesibles, convirtiéndose en un avance significativo para las técnicas de microscopía.
El estudio se publica aquí:
http://dx.doi.org/10.1038/s41467-024-51175-2y su cita oficial - incluidos autores y revista - es
Morgan Lowe, Yosef Alkoby, Helen Chadwick, Gil Alexandrowicz. Neutral beam microscopy with a reciprocal space approach using magnetic beam spin encoding. Nature Communications, 2024; 15 (1) DOI: 10.1038/s41467-024-51175-2
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