Kính hiển vi nhanh nhất thế giới thấy được chuyển động của electron

Thiết bị mới, phiên bản mới hơn của kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM), chụp ảnh các electron đang "bay" bằng cách chiếu vào chúng các xung electron một phần nghìn tỉ giây. Đây là một kỳ công bởi các electron di chuyển với tốc độ khoảng 2.200km/s, tức là chỉ mất 18,4 giây để chúng di chuyển một vòng quanh Trái đất.

Cách các electron sắp xếp và tái sắp xếp bên trong phân tử và nguyên tử là câu hỏi thiết yếu trong cả vật lý và hóa học, song bản chất linh hoạt của các hạt siêu nhỏ khiến giới khoa học rất khó nghiên cứu chúng.

Để tạo ra thời gian phơi sáng đủ lâu để bắt được chuyển động của electron, các nhà vật lý đã phát triển phương pháp tạo ra các xung atto giây (1x10-18) vào đầu những năm 2000, theo trang LiveScience.

Bằng cách giảm thời gian tiếp xúc của kính hiển vi xuống thang đo vài atto giây, các nhà vật lý đã giải mã được cách electron mang điện tích, cách chúng hoạt động bên trong chất bán dẫn và nước lỏng, cách liên kết hóa học giữa các nguyên tử bị phá vỡ.

Tuy nhiên, thang đo atto giây là quá lớn để nắm bắt chuyển động riêng lẻ của electron. Trong nghiên cứu mới, nhóm các nhà vật lý đã tạo ra một khẩu súng có xung electron chỉ một atto giây. Điều này giúp họ quan sát được chuyển động của electron.

"Với kính hiển vi này, chúng tôi hy vọng cộng đồng khoa học có thể hiểu được vật lý lượng tử đứng sau cách một electron hoạt động và chuyển động", trưởng nhóm nghiên cứu Mohammed Hassan, làm việc tại Đại học Arizona (Mỹ), cho biết.

Nghiên cứu được đăng trên tạp chí Science Advances ngày 21-8.

Thanh niên phát minh kính hiển vi làm từ giấy

TTO - Anh Manu Prakash đã phát minh ra chiếc kính hiển vi làm bằng giấy bền, rẻ và tiện lợi cho người dùng.