Nowe badanie: przełom w obrazowaniu przyspiesza mikroskopy z neutralnymi wiązkami atomowymi

WarsawBadacze z Uniwersytetu w Swansea opracowali nową metodę obrazowania, która przyspiesza proces rejestrowania obrazów mikroskopowych. Ta technika jest szczególnie przydatna dla mikroskopów z neutralną wiązką atomową, które wykorzystywane są do badania delikatnych próbek, nieodpornych na tradycyjne metody obrazowania. W takich mikroskopach stosuje się niskoenergetyczne neutralne cząstki, takie jak atomy helu, w celu badania powierzchni i składu wrażliwych materiałów, takich jak bakteryjne biofilmy, filmy lodowe czy organiczne urządzenia fotowoltaiczne.

Nowa technika obrazowania rozwiązuje istotny problem związany z obecnymi mikroskopami strumieni atomów neutralnych, które badają próbki piksel po pikselu przez niewielki otwór. Ta metoda wymaga dużo czasu i stanowi kompromis między klarownością obrazu a szybkością skanowania. Aby uzyskać bardziej wyraźne obrazy, proces trwa znacznie dłużej.

Kluczowe zalety nowej metody to: szybciej przeprowadzany proces akwizycji obrazów, lepsza rozdzielczość przy minimalnym wzroście czasu oraz możliwość wprowadzenia nowych mechanizmów kontrastowych opartych na właściwościach magnetycznych.

Profesor Gil Alexandrowicz wraz ze swoim zespołem opracował nową metodę skanowania, która nie wymaga użycia otworów. Wykorzystują inny sposób oparty na niejednorodnym polu magnetycznym oraz ruchu spinów jądrowych do rejestrowania pozycji atomów helu-3. Atomy te następnie oddziałują z próbką, tworząc obraz. Ta metoda pozwala na szybsze budowanie obrazów przy jednoczesnym zachowaniu wysokiej szczegółowości i jakości.

Zobacz również:

Dzisiaj · 11:32

Spowolnienie ruchu białek w chorobach przewlekłych otwiera nowe ścieżki leczenia

Morgan Lowe, doktorant w zespole badawczym, zbudował i przetestował urządzenie do kodowania magnetycznego. Udało się dokładnie zmierzyć profil wiązki, a wyniki były zgodne z obliczeniami z symulacji. Sukces ten potwierdza skuteczność nowej metody i sugeruje, że może ona prowadzić do szybszych czasów obrazowania oraz lepszej rozdzielczości.

Nowy system kodowania wykorzystuje właściwości magnetyczne zarówno próbki, jak i cząstek wiązki. Może to pomóc naukowcom w odkrywaniu nowych sposobów tworzenia kontrastu w ich eksperymentach, co prowadzi do większych możliwości badawczych. Na przykład badanie próbek z określonymi cechami magnetycznymi może dostarczyć bardziej szczegółowych informacji, rozszerzając zastosowanie neutralnych mikroskopów atomowych.

Zespół będzie teraz pracował nad stworzeniem kompletnego prototypu mikroskopu z wiązką neutralną z magnetycznym kodowaniem. Ten rozwój umożliwi dokładne przetestowanie ograniczeń rozdzielczości nowej techniki, metod kontrastu oraz różnych sposobów jej zastosowania.

To przełomowe odkrycie może zmienić sposób, w jaki naukowcy i inżynierowie badają kształt i strukturę delikatnych próbek. Usprawnia to badania, przyspieszając ich przebieg i poprawiając dokładność danych, co poszerza aktualną wiedzę naukową. Dzięki szybszemu obrazowaniu i nowym metodom dostrzegania kontrastów, badacze z różnych dziedzin mogą zdobywać wiedzę, która wcześniej była nieosiągalna, co czyni to ogromnym postępem w technice mikroskopii.