Вихревой электронный микроскоп

20.11.2012

Электронные микроскопы являются крайне важным научным инструментом, особенно в области материаловедения. Ученые из Венского технического университета усовершенствовали данный прибор и создали электронный луч, который вращается, как торнадо. Вихревые пучки электронов можно использовать не только для отображения исследуемых объектов, но и для изучения свойств материалов в нанометровом масштабе.

В торнадо отдельные молекулы воздуха не обязательно вращаются вокруг своей оси, но общее всасывание всей массы воздуха создает мощный вихрь. Вращающиеся электронные пучки ведут себя похожим образом, хотя и подчиняются прежде всего квантовым эффектам. Электроны ведут себя как волны, и эти квантовые волны могут вращаться как торнадо или вода позади гребного винта корабля. Одно из преимуществ вихревого электронного микроскопа в том, что вихрь электронов может передавать угловой момент вращения на объект исследования. Как известно угловой момент электронов в твердых материалах тесно связан с его магнитными свойствами, которые очень важны для науки.

Первые успехи в создании вихревого электронного микроскопа были достигнуты два года назад, когда электронный пучок был пропущен через крохотную сетку, разделившую пучок на три парциальных луча (один вращался вправо, другой влево, а третий не вращался).Теперь разработан более совершенный вариант данной технологии, не требующий разделения пучка на три части. Для этого был создан экран, половина которого покрыта слоем нитрида кремния. Этот слой настолько тонок, что электроны могут проникнуть в него практически без поглощения, однако экран приводит к сдвигу фаз и при помощи специальных астигматических линз эффективно завихряет электронный пучок.

Новый микроскоп производит электронный вихрь на порядок более мощный, чем аналогичный луч, созданный любой из других существующих установок. Ученые с нетерпением ждут возможности использовать вихревой электронный микроскоп для изучения магнитных свойств новейших наноматериалов. Также новый инструмент можно применять и в экзотических исследованиях, например, поворачивать с его помощью отдельные молекулы, что может пригодиться в разработке материалов с особенными свойствами.

<< Назад: Озон снижает урожайность 20.11.2012

>> Вперед: SMS теряют популярность 19.11.2012

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Дети, растущие рядом с природой, обретают крепкие кости 02.03.2026

Влияние окружающей среды на здоровье человека становится все более очевидным, особенно в детском возрасте. Новое исследование, опубликованное в журнале JAMA Network Open, показывает, что близость к природе напрямую связана с крепостью костей у детей. Ученые установили, что у детей, чьи дома окружены природными территориями в радиусе 1000 метров на 25% больше обычного, риск развития крайне низкой плотности костей снижается на 65%. Для проведения исследования были проанализированы данные более 300 детей, проживающих в городских, пригородных и сельских районах Фландрии в Бельгии. Плотность костной ткани у детей в возрасте от четырех до шести лет оценивалась с помощью ультразвуковых методов. Такой подход позволил безопасно и точно измерить состояние костей на ранних этапах формирования скелета. При анализе учитывались ключевые факторы, влияющие на рост и развитие детей: возраст, вес, рост, этническая принадлежность и уровень образования матери. На основании этих параметров исследоват ...>>

Самовосстанавливающаяся инфраструктура будущего 02.03.2026

Современные мосты и бетонные конструкции по всему миру сталкиваются с проблемой устаревания и износа. Многие сооружения, построенные до 1980-х годов, постепенно теряют свою несущую способность, что требует дорогого ремонта или полной замены. Недавние разработки ученых из Швейцарских федеральных лабораторий материаловедения и технологий (Empa) предлагают инновационное решение - систему укрепления бетонных конструкций с помощью "умной стали", способной самостоятельно устранять трещины и повреждения. В основе новой технологии лежит арматура из сплава на основе железа с эффектом памяти формы (Fe-SMA). Этот материал обладает уникальным свойством: при нагревании до 190-200 °C стержни стремятся вернуться к своей первоначальной конфигурации. В бетонной конструкции это создает внутреннее напряжение, которое затягивает трещины и выравнивает деформированные элементы, существенно повышая прочность и долговечность сооружений. Актуальность разработки объясняется критическим состоянием инфрастр ...>>

Поцелуи полезны для здоровья 01.03.2026

Вопрос о том, как социальные связи и близость с партнером отражаются на здоровье человека, привлекает внимание не только психологов, но и специалистов в области микробиологии. Новое исследование показывает, что совместное проживание с любимым человеком может оказывать значительное влияние на микробиом кишечника и общее самочувствие. Доктор Наоми Миддлтон, клинический психологи и эксперт по здоровью кишечника, объяснила, что все аспекты совместной жизни - поцелуи, совместное питание, физическая близость и даже просто пребывание рядом - тесно связаны с поддержанием сбалансированной кишечной микрофлоры. Она подчеркивает, что здоровье экосистемы кишечника во многом определяется социальными взаимодействиями и повседневной близостью с другими людьми. По словам Миддлтон, длительное совместное пребывание с партнером может способствовать увеличению микробного разнообразия в кишечнике, а также снижать воспалительные процессы, связанные со стрессом. Такой эффект обусловлен тем, что микробио ...>>

Управление снами для решения важных задач 01.03.2026

Сны на протяжении веков привлекали внимание философов, психологов и ученых, вызывая вопросы о том, насколько они отражают нашу реальность и могут ли влиять на мышление. Новое исследование нейробиологов из Northwestern University показывает, что содержание человеческих сновидений можно частично направлять, а фаза быстрого сна (REM) играет ключевую роль в творческом мышлении и поиске нестандартных решений. В эксперименте ученые использовали метод целенаправленной реактивации памяти (TMR). Пока участники спали, им подавали звуки, ассоциированные с головоломками, предложенными им ранее. Сигналы включались только после подтверждения мозговой активности, указывающей на фазу быстрого сна. В результате 75% испытуемых сообщили о появлении во сне образов или идей, связанных с нерешенными задачами. При этом головоломки, "проникшие" в сновидения, решались значительно чаще: 42% против 17% у задач, которые не фигурировали во сне. Исследователи подчеркивают, что это не прямое доказательство тог ...>>

Новый томат с повышенным содержанием витамина A 28.02.2026

Проблема дефицита витамина A остается одной из глобальных задач здравоохранения, особенно в регионах с ограниченным доступом к разнообразной пище. Недавние достижения биотехнологий позволяют создавать продукты, способные существенно улучшить питание населения, и одним из таких примеров стал новый томат, обогащенный витамином A. Исследователи из Университета Флориды разработали сорта томатов с повышенным содержанием бета-каротина - вещества, которое организм преобразует в витамин A. Работа была выполнена Джингвеем Фу, Дениз Тиеман и Баллой Ратиноспати в Институте пищевых и аграрных наук UF/IFAS. Созданные помидоры отличаются существенно более высоким уровнем бета-каротина по сравнению с обычными сортами, а также с продуктами, традиционно богатыми этим соединением, такими как сладкий картофель и капуста. По словам профессора Ратинасабапати, регулярное употребление всего 50-100 граммов этих обогащенных томатов может покрыть суточную потребность человека в витамине A, что делает их п ...>>

Случайная новость из Архива Электромагнитная платформа для запуска космических ракет 07.04.2025 Китай делает очередной шаг к будущему космических полетов, разрабатывая инновационную систему запуска ракет. Компания Galactic Energy совместно с правительством города Цзыян и Китайской корпорацией аэрокосмической науки и промышленности (CASIC) работает над первой в мире электромагнитной платформой для вывода ракет в космос. Если проект будет реализован в запланированные сроки, платформа начнет функционировать уже в 2028 году. Основная идея технологии заключается в применении принципов магнитной левитации (маглев). Ракета будет разгоняться по специальным рельсам с использованием сверхпроводящих магнитов до скорости, превышающей 1 Мах (порядка 1225 км/ч). Только после этого включатся ее основные двигатели. Такой метод значительно снижает расход топлива на старте, что решает одну из ключевых проблем современной космонавтики и делает запуски более экономически эффективными. Galactic Energy уже зарекомендовала себя как перспективный игрок в аэрокосмической отрасли. В 2023 году компания представила Pallas-1 - первую китайскую многоразовую ракету, что стало серьезным шагом в конкуренции со SpaceX. Теперь она стремится не только догнать лидеров индустрии, но и предложить технологически более продвинутые решения для вывода спутников на орбиту. Разработку поддерживают ведущие китайские ученые. По словам Ли Пина, президента Института исследований космических запусков в Цзиане, использование электромагнитной технологии позволит удвоить грузоподъемность ракет и снизить затраты на их обслуживание. Кроме того, новый метод обеспечит более частые запуски, что особенно важно в эпоху растущего спроса на малые спутники и развитие коммерческих космических услуг. Подобные альтернативные системы запуска разрабатываются и в других странах. В США компания SpinLaunch тестирует гигантскую центрифугу для разгона спутников, а Green Launch разрабатывает концепцию космической пушки. Все эти проекты направлены на сокращение расхода топлива и снижение стоимости выхода на орбиту, что может сделать космическую индустрию более доступной и массовой. Несмотря на высокие ожидания, пока остается открытым вопрос, насколько успешной окажется китайская электромагнитная платформа. Если ее удастся довести до серийного использования, это может стать настоящей революцией в космической логистике - подобно тому, как появление многоразовых ракет изменило рынок коммерческих запусков. В случае успеха Китай укрепит свои позиции в космической гонке и задаст новые стандарты эффективности для всей индустрии.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026