Наука

Розроблено аналог МРТ для візуалізації частинок, менших за атом

Метод допоможе вивчати матеріали на найфундаментальнішому рівні, вважають учені. Результати дослідження опубліковані в журналі Nature Nanotechnology.

Дослідники з Південної Кореї та Німеччини розробили інструменти, подібні до МРТ, для вивчення квантових матеріалів. Подібно до того, як томограф показує у високій роздільній здатності різні тканини людського тіла, цей квантовий датчик збирає детальну інформацію про такі властивості, як спін електрона або квантова заплутаність.

Принцип роботи квантового датчика. Відео: Institute for Basic Science

Розроблений фізиками інструмент являє собою молекулу, прикріплену до кінчика скануючого тунельного мікроскопа. До вершини наконечника вчені прикріпили атоми Fe і молекулу діангідриду перилентетракарбонової кислоти (PTCDA). Це дало змогу досліджувати атоми з надзвичайно близької відстані.

У випробуваннях учені показали, що інструмент виявляє електричні та магнітні поля з просторовою роздільною здатністю в 0,1 ангстрема (10??? м). Це приблизно в 10 разів менше діаметра атома водню.

Для вимірювання магнітних і електричних полів використовують атоми заліза і молекулу PTCDA, прикріплену до наконечника тунельного мікроскопа. Зображення: Institute for Basic Science

Попередні спроби розробити датчик квантового масштабу для вимірювання електричних і магнітних полів ґрунтувалися на здатності виявляти дефект у кристалічній решітці. Оскільки вони глибоко вбудовані в матеріал, датчик завжди перебуває на значній відстані від досліджуваних атомів, а тому його роздільна здатність залишалася низькою.

Що робить це досягнення таким вражаючим, так це те, що ми використовуємо вишукано спроектований квантовий об’єкт для роздільної здатності фундаментальних атомних властивостей знизу вгору. Попередні методи візуалізації матеріалів використовували великі, громіздкі зонди, щоб спробувати проаналізувати крихітні атомні особливості. Ви повинні бути маленькими, щоб бачити мале, – говорить Дмитро Бородін, науковий співробітник Центру квантової нанонауки Інституту фундаментальної науки в Південній Кореї та співавтор дослідження


Підписуйтеся на нас в Гугл Новини, а також читайте в Телеграм і Фейсбук


Back to top button