Камера яка дозволила побачити атомний світ

У світі, де технології постійно розвиваються, фізики зробили крок до нової ери в науці. Нова камера з можливістю відкривати затвор за трильйонну частку секунди відкрила двері до атомного світу, дозволяючи фіксувати неймовірно швидкі процеси, які раніше були невидимими для науки.

Камера нового покоління, створена фізиками, здатна зробити знімки з швидкістю, яка перевищує звичайні цифрові камери в 250 мільйонів разів. Затвор, що відкривається за одну трильйонну частку секунди, дозволяє спостерігати за рухом атомів, які перебувають у постійному русі через вібрації чи зміни температури. Це стало можливим завдяки новій технології, яка отримала назву vsPDF — функція розподілу атомних пар зі змінним затвором. Раніше, щоб побачити такі швидкі явища, фізики мусили використовувати спеціалізовані методи або обмежувати свої дослідження до значно повільніших процесів. Тепер, з нейтронною камерою, вчені отримали можливість фіксувати навіть найменші зміни в динамічному безладі атомів — феномені, який характеризується хаотичними рухами атомів у матеріалі. Це явище є важливим для розуміння, як матеріали реагують на зміни температури або механічного впливу. Технологія vsPDF використовує нейтрони замість звичних світлових часток для фіксації атомних структур. Це дозволяє отримати точні зображення рухомих атомів, оскільки нейтрони можуть проникати в матеріали і безпосередньо взаємодіяти з атомами. За допомогою цього методу вчені можуть вимірювати зміни в енергії та місці розташування атомів, спостерігаючи, як вони змінюються в часі під впливом різних зовнішніх факторів. Завдяки такій швидкості затвора камери фізики змогли розділити динамічний безлад, що відповідає за теплові та механічні властивості матеріалу, від статичного безладу — хаотичних рухів атомів у відсутності зовнішнього впливу. Це дає змогу досліджувати те, що відбувається з матеріалом на найглибшому рівні. Першими об’єктами для спостережень стали телуриди германію, матеріали, які мають особливі властивості для перетворення тепла в електрику або, навпаки, електрики в охолодження. Дослідження показали, що цей матеріал зберігає свою структуру навіть при високих температурах, але з підвищенням температури атоми починають демонструвати більше рухів, що приводить до зміни теплової енергії. Розуміння цих динамічних процесів має величезне значення для подальшого розвитку термоелектричних матеріалів. Вивчення таких структур дозволить створювати більш ефективні матеріали та обладнання, що використовують термоелектричні ефекти для покращення енергетичних технологій.

Ця революційна камера надає науковцям нові можливості для дослідження швидкоплинних явищ на атомному рівні. Завдяки новій технології фізики можуть розкрити приховані ефекти в матеріалах, які до цього часу залишались поза увагою. Це відкриття не тільки поглиблює наше розуміння матеріалів, але й дає надію на створення нових, більш ефективних технологій у різних галузях науки та промисловості.

Поділитися:

АКТУАЛЬНО

ЦІКАВЕ ЗА ТЕМОЮ
У ФОКУСІ

Вчені змоделювали загибель людства через 250 млн років

Майбутнє планети може бути не лише спекотним, а й смертельно небезпечним. Нове дослідження, опубліковане в журналі Nature Geoscience, показує, що формування нового суперконтиненту — Пангеї Ультима — може призвести до масового вимирання людей і ссавців через екстремальну спеку. За розрахунками, це станеться приблизно через 250 мільйонів років. Науковці використали сучасні кліматичні моделі, які включають тектоніку […]

Букінгемський палац оновив інформацію про стан здоров’я королеви Камілли

Букінгемський палац оприлюднив оновлену інформацію про стан здоров’я королеви Камілли  , дружини короля Чарльза III, у якої раніше діагностували інфекцію грудної клітки. Як стало відомо, Камілла захворіла на інфекцію легень, хоча подробиці діагнозу не розголошуються. Через рекомендації лікарів відпочити Камілла пропустила кілька важливих королівських заходів. Зокрема, вона не відвідала щорічний захід “Поле пам’яті” 7 листопада, […]

Іспанія готується до нової хвилі штормів

В Іспанії на період з 12 по 14 листопада оголошено нове штормове попередження через очікувані сильні дощі та ймовірність повеней. Цей прогноз особливо занепокоїв населення країни, оскільки лише два тижні тому масштабні шторми в Іспанії спричинили серйозні збитки та забрали життя понад двох сотень людей. Попередження третього та другого рівнів було видано для ряду регіонів, […]

Укрзалізниця відновила онлайн продаж квитків після кібератаки

Згідно з офіційним повідомленням перевізника, роботу ключових функцій сервісу вже стабілізовано. Пасажири знову можуть купувати квитки через мобільний застосунок і вебсайт. Окрім цього, вже доступне планування подорожей із пересадками, а протягом дня поступово відновлюються онлайн-табло з розкладом руху поїздів. Нагадаємо, що 23 березня «Укрзалізниця» зазнала масштабної кібератаки, яка призвела до перебоїв у роботі онлайн-продажу квитків. […]

Конгресмен подав сім статей імпічменту проти президента Трампа

У Палаті представників Конгресу США подали ініціативу щодо імпічменту президента Дональда Трампа. Автором документу виступив конгресмен-демократ від штату Мічиган Шрі Танедар, який подав сім статей, що звинувачують главу держави у серйозних порушеннях Конституції та зловживанні владою. “Коли Трамп ігнорує Конституцію, Конгрес і суди, він не бореться за Америку. Він її руйнує і ставить під загрозу […]

Мелоні пропонує Україні формат легкого НАТО без повноправного членства

Премʼєр-міністр Італії Джорджа Мелоні виступила з ініціативою створення для України формату так званого «легкого НАТО». Йдеться про систему колективних гарантій безпеки, яка передбачатиме швидке узгодження дій союзників у разі нового нападу Росії, але не включатиме справжнього членства Києва в Північноатлантичному альянсі. Про це повідомило агентство Bloomberg. За даними джерел, обговорюваний механізм може зобов’язати партнерів України […]

США підняли в повітря стратегічний бомбардувальник після запуску КНДР балістичної ракети

Після останнього запуску міжконтинентальної балістичної ракети з боку Північної Кореї, Сполучені Штати підняли у повітря свій стратегічний бомбардувальник B-1B. Участь в навчаннях, що відбулися разом із винищувачами Південної Кореї та Японії, була оголошена для зміцнення здатностей країн реагувати на ядерні та ракетні загрози Північної Кореї. За інформацією Об’єднаного комітету начальників штабів Південної Кореї (JCS), трьохсторонні […]

ЄС інвестує 1,3 млрд євро у розвиток штучного інтелекту та кібербезпеки

Європейська комісія затвердила виділення 1,3 млрд євро для розвитку штучного інтелекту та кібербезпеки в рамках програми “Цифрова Європа” (DIGITAL) на 2025-2027 роки. Це стане частиною масштабної ініціативи ЄС щодо посилення цифрової безпеки та інновацій у технологічній сфері. Програма DIGITAL спрямована на впровадження новітніх технологій у сфері штучного інтелекту, кібербезпеки та цифрових компетенцій. Основна частина фінансування […]