Ánh sáng khuếch tán cho thấy cấu trúc rõ ràng

Anonim

Các nhà khoa học có được một cái nhìn sâu sắc về thế giới hấp dẫn của các nguyên tử và phân tử bằng cách sử dụng kính hiển vi tia X. Nghiên cứu đột phá của các nhà vật lý tại Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU), Synchrotron Deutsches Elektronen (DESY) ở Hamburg, và Đại học Hamburg đã mở đường cho các kỹ thuật hình ảnh mới. Nhóm các nhà khoa học đã phát triển và thử nghiệm thành công một phương pháp hiệu quả hơn nhiều so với các quy trình thông thường. Các phát hiện của các nhà nghiên cứu gần đây đã được công bố trên tạp chí Nature Physics .

Các phương pháp thông thường mà các nhà nghiên cứu sử dụng để xác định cấu trúc của các tinh thể và khoáng chất dựa trên sự phân tán ánh sáng mạch lạc. Nói cách khác, sóng ánh sáng đánh vào một cấu trúc và bị lệch hướng, nhưng tiếp tục dao động mà không có mô hình của các đỉnh và máng bị bóp méo hoặc bị gián đoạn theo bất kỳ cách nào. Nếu có đủ số lượng các photon này có thể được đo bằng máy dò, một mẫu nhiễu xạ đặc trưng thu được có thể được sử dụng để lấy mẫu của các nguyên tử phân tán hoặc cấu trúc tinh thể.

Tuy nhiên, hầu hết các sóng ánh sáng đều nằm rải rác, đó là các dạng sóng của sóng đi không còn trực tiếp liên quan đến sóng tới khi ánh sáng phản xạ từ các nguyên tử mà nó chạm vào như ánh sáng huỳnh quang. Kết quả là ánh sáng nền khuếch tán mà các nhà khoa học cho đến nay tin rằng không phù hợp cho việc chụp ảnh, có tác động tiêu cực đến độ chính xác của phương pháp.

Tuy nhiên, ánh sáng phân tán không đồng đều này là chính xác những gì bây giờ đã được sử dụng để phân tích một cấu trúc. Tại DESY, các nhà nghiên cứu đã tạo thành công một hình ảnh của một cấu trúc có kích thước hình lục giác, micromet trong hình dạng của một vòng benzen. Kỹ thuật cơ bản đằng sau quy trình này không phải là mới. Robert Hanbury Brown và Richard Q. Twiss sử dụng ánh sáng không mạch lạc để xác định đường kính của ngôi sao sớm nhất là vào năm 1956. Nhóm nghiên cứu từ Erlangen và Hamburg hiện đã tinh chế phương pháp này, sử dụng nó để phân tích các cấu trúc vi mô.

Phương pháp sáng tạo có một lợi thế quyết định. Các tác giả chính của nghiên cứu, Raimund Schneider từ FAU cho biết: “Các cấu trúc nhỏ hơn sẽ được chụp ảnh càng lớn thì tỷ lệ ánh sáng tán xạ không đồng đều càng lớn. 'Trong khi điều này đặt ra hình ảnh mạch lạc làm tăng vấn đề với cường độ, phương pháp của chúng tôi thực sự có lợi từ nó.' Phương pháp mới có tiềm năng đạt được một sự cải thiện đáng kể trong phân tích cấu trúc trong các lĩnh vực sinh học và y học.

menu
menu