Самое продвинутое «увеличительное стекло», с помощью которого можно увидеть атомы
Принцип работы световых микроскопов и увеличительных стекол базируется, помимо оптических свойств и свойств рефракции, на том, что при использовании оптических систем невозможно рассмотреть объекты, размер которых меньше, чем длина волны лучей света.
Но ученые — удивительные люди: они постоянно делают то, что ранее казалось невозможным, выходя за общепринятые рамки. И недавно сумели создать «увеличительное стекло», способное сфокусировать свет на поверхности размером с атом.За созданием изобретения стоят исследователи из Кембриджского университета в США и Центра физики материалов из Испании. Созданное «увеличительное стекло», конечно же, не является таковым в привычном понимании: оно лишь использует те же принципы. Да и в руки вы его не возьмете из-за чересчур маленьких размеров. В основе лежит электропроводящая наночастица, на поверхности которой образована «оптическая выемка» — углубление, диаметр которого равен размеру атома золота. Именно это и позволяет фокусировать свет на столь маленькой площади. Процесс самого наблюдения за атомами подобным способом весьма трудоемкий и, как утверждают одни из авторов исследования доктор Феликс Бенц и профессор Ксавьер Аизпура,
«Мы должны были охладить все это до температуры в минус 260 градусов Цельсия для того, чтобы тепловое движение не мешало нам ставить атомы на заданное место. Образец, на котором создавалась пико-впадина, освещался лазерным светом, что позволяло нам отслеживать движение каждого атома в режиме реального времени. Согласно построенным нами моделям, отдельные атомы, упорядоченные особым образом, могут действовать подобно громоотводам. Только вместо электрических зарядов они фокусируют падающий на них свет».
Вот так выглядит опытный образец «увеличительного стекла», с помощью которого можно увидеть атомы
Изобретение столь маленького «увеличительного стекла» позволит лучше изучить структуру атомов, связей и взаимодействий между ними, а также найдет широкое применение в оптико-механических устройствах хранения информации, в которых данные будут зашифрованы в виде параметров молекул, помещенных внутрь микроскопических впадин.
Миниатюрный мощный ускоритель частиц
Недавно мы писали о том, что на базе Томского политехнического университета (ТПУ) создали костный имплантат нового типа, как из стен все того же учебного заведения пришла не менее интересная новость. Специалистам ТПУ удалось разработать миниатюрный бетатрон, который вдвое мощнее своих предшественников при одинаковом с ними потреблении энергии.
Бетатроны на данный момент являются самыми маленькими ускорителями частиц. Они используются в промышленности для контроля прочности сварки или литья, а также в досмотровых комплексах. Бетатрон, созданный томскими специалистами, носит название Small Size Electron Accelerator, или сокращенно SEA-7. Цифра 7 означает, что устройству необходима энергия в 7 мегаэлектронвольт. Мощность излучения бетатрона SEA на энергию 7 мегаэлектронвольт составляет 10 рентген на метр в минуту, что позволяет создавать рентгеновское излучение, способное «просвечивать» сталь толщиной до 40 сантиметров. Первые партии устройств уже поставляются для эксплуатации в других странах. Как утверждает заведующий лабораторией сильноточных бетатронов Института неразрушающего контроля ТПУ Максим Рычков,
«Три бетатрона SEA-7 уже работают в Индии, Великобритании и Индонезии на литейных производствах. Одно из этих предприятий занимается контролем отливок арматуры высокого давления для нефтегазопроводов. С помощью наших бетатронов можно проверять крупногабаритные изделия на наличие трещин и других дефектов. Разработка может просканировать не только готовые изделия, но и детали в процессе их изготовления, что позволяет еще на стадии производства избежать риска появления бракованной продукции».
Излучатель на базе бетатрона SEA-7
Стоит сказать, что сегодня ТПУ является единственным в мире разработчиком и производителем бетатронов, а в планы ученых входит создание бетатронов нового поколения, главным преимуществом которых станет увеличение их характеристик как минимум в два раза.
Свежие комментарии