L’immagine qui sopra non mostra gli elettroni e i nuclei, come spesso viene erroneamente rappresentato in molte illustrazioni su Internet.
In realtà, vediamo solo gli atomi, resi leggermente sfocati a causa delle vibrazioni termiche e della loro configurazione elettronica.
Nel 2021, i ricercatori dell’Università di Cornell sono riusciti ad ingrandire di 100 milioni di volte l’immagine di un cristallo di PrScO₃, raddoppiando il record mondiale del Guinness che avevano già stabilito nel 2018.
La tecnica rivoluzionaria utilizzata, chiamata ptychografia elettronica, invia miliardi di elettroni al secondo attraverso il materiale e, con l’aiuto dell’intelligenza artificiale, ricostruisce la posizione e la forma degli atomi.
Il risultato?
Una risoluzione incredibile, che permette agli scienziati di visualizzare non solo superfici ultrasottili, ma anche strati composti da decine o persino centinaia di atomi.
Fonte:
- Z. Chen, Y. Jiang, Y-T. Shao, M. E. Holtz, M. Odstrčil, M. Guizar-Sicairos, I. Hanke, S. Ganschow, D. G. Schlom & D. A. Muller, “Electron ptychography achieves atomic-resolution limits set by lattice vibrations”, Science 372 (2021): 826–831. Science+2arXiv+2. In questo studio, i ricercatori usano la ptychografia elettronica per superare i limiti ottici e di scattering multiplo e ottengono una “strumentale sfocatura” inferiore a 20 picometri, ossia che il limite di risoluzione pratico è determinato dalle fluttuazioni termiche degli atomi stessi.
- Comunicati della Cornell University
- Cornell News: “Cornell researchers see atoms at record resolution” — descrive l’esperimento del 2021 su cristallo di PrScO₃, la tecnica usata e come è raddoppiato il record precedente del 2018.
- Scientific American: “See the Highest-Resolution Atomic Image Ever Captured” — spiegazione divulgativa dell’immagine e del metodo ptychografico.
- New Atlas: “Imaging breakthrough highlights atoms in highest resolution ever” — un’ulteriore descrizione dell’immagine atomica in PrScO₃ e della tecnica usata.
- Wiley Analytical Science: riassunto tecnico sull’utilizzo della ptychografia e sul nuovo record in risoluzione atomica.
- Versione dell’articolo “Electron ptychography achieves atomic-resolution limits set by lattice vibrations” su ArXiv
