Kính hiển vi nhanh nhất thế giới chụp electron tốc độ gần 8 triệu 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. Ảnh: Interestingengineering

Đây là thành tựu lớn vì electron di chuyển cực nhanh, khoảng 2.200 km/s hay 7.920.000 km/h, Tương đương với vật thể bay vòng quanh Trái Đất trong 18,4 giây. Ảnh: Arizona

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. Ảnh: Tribune

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. Ảnh: Phys

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.