Фізики з Корнеллського університету в США отримали фотографії окремих атомів з рекордною роздільною здатністю - менше половини ангстрема (0,39 ^). Попередній рекорд дозволу більше вдвічі - 0,98.
Електронні мікроскопи, що дозволяють робити знімки окремих атомів, існують вже півстоліття. Довжина хвилі видимого світла більше діаметра середнього атома, тому побачити атом за допомогою навіть найпотужнішого світлового мікроскопа не можна. Довжина хвилі електрона набагато менша, і електронні мікроскопи, що дозволяють робити знімки окремих атомів, існують вже півстоліття.
Аналогом лінз, що фокусують зображення, в електронних мікроскопах виступає магнітне поле, але його коливання служать джерелом спотворень; ці спотворення піддаються коригуванню додатковими пристроями управління коливаннями напруженості магнітного поля, але з ними складність конструкції мікроскопа зростає.
Торік фізики з Корнеллського університету запропонували пристрій electron microscope pixel array detector (EMPAD), що замінює складну систему генераторів, які фокусують вхідні електрони. Пристрій являє собою матрицю - 128х128 пікселів, чутливих до окремих електрон. Кожен піксель реєструє кут відображення електрону; знаючи його, вчені за допомогою техніки птайкографії реконструюють характеристики електронів, включаючи координати точки, звідки він був випущений.
Потім вчені закріпили на рухомій балці лист почесного матеріалу - сульфіду молібдену MoS2, і випустили пучки електронів, повертаючи балку під різними кутами до джерела електронів. За допомогою EMPAD і птайкографії вчені визначили відстані між окремими атомами молібдену і отримали зображення з рекордною роздільною здатністю - 0,39. «По суті ми створили найменшу в світі лінійку», - пояснює Грюнер (Sol Gruner), один з авторів експерименту. На знімку нижче видно атоми сірки і місце, де одного такого атома не вистачає (вказано стрілочкою).
Крім рекордного дозволу у цього методу є ще одна перевага: він вимагає відносно низької енергії електронів. Найпотужніші з сучасних електронних мікроскопів використовують пучки електронів з енергією до 300кЕв і теж дають субангстемну непогану роздільну здатність - до 0,5 ^, але електрони такої високої енергії годяться тільки для дослідження дуже міцних матеріалів. Почесні матеріали та біомолекули руйнуються під дією таких високоенергетичних частинок, тому можливість використовувати електрони на порядок меншої енергії (80 кЕв в експерименті фізиків з Корнелльського університету) дуже цінна.
Опис експерименту опубліковано в журналі Nature.