Eis o microscópio mais rápido do mundo: funciona a uma velocidade tão espantosa que é o primeiro aparelho capaz de captar uma imagem nítida de eletrões em movimento.
Um novo microscópio usa impulsos de eletrões à velocidade de um attosecond — ou um quintilionésimo de segundo — para capturar “imagens congeladas” das partículas subatómicas, que viajam suficientemente depressa para dar a volta à Terra numa questão de segundos.
O microscópio foi desenvolvido por investigadores da Universidade do Arizona, e apresentado num artigo publicado a semana passada na revista Science.
Este avanço poderá permitir aos cientistas descobrir o que acontece aos eletrões durante interações ultra-rápidas, como a quebra de uma ligação química.
“Pela primeira vez, conseguimos obter uma resolução temporal de attossegundos com o nosso microscópio de transmissão eletrónica — e demos-lhe o nome de ‘atomicroscopia'”, explica Mohammed Hassan, professor associado de física e ciências óticas na U.Arizona e co-autor do estudo.
“Podemos ver pedaços do eletrão em movimento”, detalha Hassan, num comunicado da universidade.
Microscópios eletrónicos anteriores estiveram perto de alcançar esta proeza, atingindo velocidades de vários attosegundos em vez de apenas um.
Ainda assim, essa diferença é uma eternidade ao nível subatómico: sem uma “resolução temporal” mais elevada, os cientistas não conseguiam observar algumas das subtilezas das várias interações de um eletrão à medida que estas aconteciam.
Em termos de fotografia, os microscópios simplesmente não tinham uma velocidade de obturação suficientemente rápida, ou uma taxa de quadros suficientemente alta.
Para melhorar esses esforços, os investigadores do Arizona conceberam o seu “atomicroscópio” para dividir um laser num impulso de eletrões e em dois impulsos de luz. A forma como funcionam em conjunto é fundamental: não basta que o impulso de eletrões, que faz a imagem real, seja super-rápido.
O que acontece, então, é que o primeiro impulso de luz excita os eletrões alvo para os pôr em movimento, e este impulso é cuidadosamente sincronizado com um segundo impulso de luz, que prepara o impulso de eletrões para atingir o instante em que as partículas são postas em movimento, explica o Futurism.
A partir daí, as interações que se seguem entre os feixes de eletrões do microscópio e a amostra são captadas por um sensor e reunidas para formar uma imagem.
“Com este microscópio, esperamos que a comunidade científica possa compreender a física quântica subjacente à forma como um eletrão se comporta e como um eletrão se move”, conclui Hassan.
