Microscópio mais rápido do mundo captura movimentos de elétrons com precisão inédita

Cientistas da Universidade do Arizona, localizada nos Estados Unidos, criaram o microscópio mais rápido do mundo, capaz de registrar eventos em um attossegundo, a menor unidade de tempo já medida. Ela é equivalente a um quintilionésimo de segundo.

Nesse intervalo de tempo extremamente curto, é possível gerar uma série de imagens, semelhantes aos frames de um filme. No entanto, até então, os pesquisadores não conseguiam visualizar as transformações e reações que ocorrem em um elétron entre esses frames.

Como funciona o microscópio mais rápido do mundo

Via PIXNIO

Detalhado em um artigo recentemente publicado na revista Science Advances, esse avanço na tecnologia de microscopia emprega lasers para gerar feixes de elétrons pulsados.

Com feixes com duração de apenas alguns attosegundos, o novo equipamento possibilita registrar movimentos de elétrons com uma precisão sem igual.

Mohammed Hassan, que liderou um time de cientistas na criação do primeiro microscópio eletrônico de transmissão capaz o bastante para capturar imagens de elétrons em movimento.

Os princípios que orientam os microscópios eletrônicos ultrarrápidos foram aplicados pela primeira vez nos anos 2000. Mas até então, os feixes de elétrons não eram capazes de capturar movimentos tão rápidos, o que resultava em perda de dados.

Agora, com a duração dos feixes sincronizada com o movimento dos elétrons, é viável observar esses fenômenos em minúcias.

De acordo com Mohammed Hassan, professor associado de física e ciências ópticas e autor principal do estudo, o novo microscópio mais rápido do mundo representa um avanço significativo para a ciência, se assemelhando a uma câmera de última geração.

Ele destaca que essa tecnologia possibilita enxergar o que anteriormente era invisível, como o comportamento dos elétrons. Além disso, espera que isso contribua para uma melhor compreensão da física quântica e do movimento dos elétrons pela comunidade científica.

Attomicroscópio

Via PIXNIO

O ‘attomicroscópio’ é composto por duas partes: a seção superior converte um pulso ultravioleta que libera elétrons ultrarrápidos dentro do microscópio, enquanto a parte inferior utiliza outros dois lasers para portar, iniciar e controlar com precisão o movimento dos elétrons na amostra em estudo.

Esse avanço é importante para a pesquisa de attossegundos, um campo premiado com o Nobel de Física no ano passado, concedido a Pierre Agostini, Ferenc Krausz e Anne L’Huillier.

Apesar dos avanços, essa área ainda é jovem e promissora. Contudo, L’Huillier fala que estão nos estágios iniciais e explorando o básico. O objetivo é controlar os elétrons e, talvez, influenciar processos químicos e biológicos no futuro. Por isso, ainda tem um longo caminho pela frente.

A inovação tecnológica une pulsos de luz ultracurtos a feixes de elétrons, sincronizados com precisão para possibilitar a visualização de processos extremamente rápidos em escala atômica.

De acordo com Hassan, a busca por uma resolução temporal mais precisa sempre foi um objetivo na área da microscopia eletrônica.

Pela primeira vez, conseguiram alcançar a resolução de attossegundos com o novo microscópio mais rápido do mundo. Ele leva o nome de ‘attomicroscopia’. Isso permite a observação detalhada do movimento dos elétrons, algo nunca antes visto.

Atribuições

Com essas imagens, será possível investigar uma área inédita para a ciência: os átomos. Antes, cientistas não conseguiram visualizar os elétrons em movimento, ou mesmo qual era seu ciclo vital.

Agora, com esse microscópio, será mais simples monitorar cada unidade do elemento, e, mais que isso, ter registros fixos e reais sobre o que se encontrar.

Considerando que a ciência depende, principalmente, de provas concretas e testes documentados, o microscópio mais rápido do mundo será o primeiro passo no ramo que estuda elementos tão pequenos que quase não são considerados reais.

Por isso, todos estão animados com a aplicação da nova tecnologia, que promete grandes revoluções na área.

Fonte: Olhar Digital

Imagens: PIXNIO, PIXNIO