Các nhà vật lý phát triển kính hiển vi nhanh nhất thế giới
Nhóm nhà vật lý tại Đại học Arizona phát triển kính hiển vi điện tử nhanh nhất thế giới, có thể chụp electron di chuyển với tốc độ 7.920.000 km/h.
Thiết bị mới là phiên bản nâng cấp của kính hiển vi điện tử truyền qua, chụp ảnh electron đang di chuyển bằng cách bắn xung electron với thời gian một phần tỷ tỷ giây. Đây là thành tựu lớn vì electron di chuyển cực nhanh, khoảng 2.200km/s hay 7.920.000km/h, có thể bay vòng quanh Trái đất chỉ trong 18,4 giây. Nghiên cứu mới xuất bản trên tạp chí Science Advances hôm 21/8.
Mô phỏng công nghệ hiển vi atto (trái), kính hiển vi và các thiết bị xung quanh (phải). (Ảnh: Mohammed Hassan/Đại học Arizona).
Nhóm nghiên cứu hy vọng, việc sử dụng kính hiển vi này trên hạt electron tí hon sẽ mang đến những phát hiện mới về cách chúng chuyển động. "Kính hiển vi điện tử truyền qua này giống như một chiếc camera rất mạnh trong phiên bản smartphone mới nhất. Nó cho phép chụp ảnh những thứ mà trước đây chúng tôi không thể nhìn thấy như electron", tác giả chính của nghiên cứu, Mohammed Hassan, phó giáo sư vật lý và quang học tại Đại học Arizona, cho biết.
Cách các electron tự sắp xếp và tái sắp xếp bên trong nguyên tử và phân tử là một vấn đề quan trọng trong cả vật lý lẫn hóa học, nhưng việc chúng di chuyển quá nhanh gây khó khăn lớn cho giới chuyên gia. Đầu những năm 2000, để tạo ra thời gian phơi sáng có thể chụp chuyển động của electron, các nhà vật lý đã phát triển phương pháp tạo ra xung atto giây (hay một phần tỷ tỷ giây). Đây cũng chính là nghiên cứu mang lại cho bộ ba Pierre Agostini, Ferenc Krausz và Anne L'Huilliere giải Nobel Vật lý năm 2023.
Bằng cách giảm thời gian phơi sáng của kính hiển vi xuống quy mô vài atto giây, các nhà vật lý đã giải mã được cách electron mang điện, cách chúng hoạt động bên trong chất bán dẫn và nước lỏng, cách các liên kết hóa học giữa những nguyên tử bị phá vỡ. Nhưng quy mô vài atto giây vẫn quá lớn để chụp chuyển động riêng lẻ của electron.
Trong nghiên cứu mới, nhóm chuyên gia cải tiến súng electron cho đến khi nó tạo ra xung chỉ một atto giây. Các xung này bắn vào mẫu vật, và khi các electron đi qua đó, chúng chậm lại và thay đổi hình dạng của mặt sóng chùm electron. Tiếp theo, chùm electron chậm được một thấu kính khuếch đại, sau đó chạm đến một vật liệu huỳnh quang. Vật liệu này sẽ phát sáng khi chùm electron chạm tới.
"Chúng tôi có thể đạt được độ phân giải thời gian atto giây với kính hiển vi điện tử truyền qua của mình, và chúng tôi gọi nó là "hiển vi atto". Lần đầu tiên, chúng tôi có thể nhìn thấy các phần của electron đang chuyển động", Hassan cho biết. Hassan cùng các đồng nghiệp tin rằng nghiên cứu mới sẽ dẫn đến những tiến bộ đột phá trong vật lý, hóa học, kỹ thuật sinh học, khoa học vật liệu và nhiều lĩnh vực khác.
Top 7 điều kỳ quặc vô cùng hiếm thấy trên thế giới
Trong tự nhiên có rất nhiều điều kỳ lạ, nhưng không phải ai cũng có cơ hội được nhìn thấy. Sau đây là 7 điều kỳ lạ trên thế giới đã được ghi nhận.
Nguồn gốc khoa học của quái vật Halloween
Người sói, thây ma, hồn ma.... những sinh vật tiêu biểu cho sự đáng sợ của mùa Halloween không phải tự dưng xuất hiện trong các câu chuyện.
Khung cảnh thực sự xung quanh các kỳ quan bậc nhất thế giới
Sau khi xem xong những bức hình này, tưởng tượng của bạn về những địa điểm này có lẽ sẽ hoàn toàn thay đổi.
Lý giải hiện tượng Mặt Trăng to hơn ở sát đường chân trời
Ảo ảnh quang học khiến Mặt Trăng trở nên khổng lồ khi ở sát đường chân trời là ảo giác nổi tiếng nhất thế giới mà chưa chuyên gia nào có thể đưa ra giải đáp chính xác.
“25 tỉ quả bom nguyên tử” bị khóa kín ở nơi không ngờ trên Trái đất
Nghiên cứu công bố trên Earth Systerm Science Data khẳng định nguồn gốc của "25 tỉ quả bom nguyên tử" - tức nguồn năng lượng mạnh 380 zettajoules - chính là sự nóng lên toàn cầu.
Khoa học chứng minh: Tung đồng xu không bao giờ có tỷ lệ chính xác 50/50
Các nhà khoa học đã vận dụng một lý thuyết cũ để chứng minh rằng không hề có tỷ lệ 50/50 tuyệt đối khi tung đồng xu.
