MAYORITAS.COM – Para ilmuwan baru-baru ini berhasil mengembangkan mikroskop tercepat di dunia yang dapat mendeteksi pergerakan elektron.
Perangkat baru ini adalah versi terbaru dari mikroskop elektron transmisi, yang menangkap gambar elektron yang masuk dengan membombardirnya dengan sepersejuta detik pulsa elektron.
Ini merupakan prestasi yang luar biasa, karena elektron bergerak dengan kecepatan sekitar 2.000 kilometer per detik, memungkinkan mereka menyelesaikan satu sirkuit penuh mengelilingi Bumi hanya dalam 18,4 detik.
Para peneliti berharap pengamatan partikel kecil ini di bawah mikroskop akan memberikan wawasan baru tentang cara mereka terbang. Para peneliti mempublikasikan temuan mereka pada 21 Agustus di jurnal ilmiah Science Advances. “Mikroskop elektron transmisi ini seperti kamera yang sangat kuat di ponsel pintar terbaru.
Ini memungkinkan kita mengambil gambar hal-hal yang tidak dapat kita lihat sebelumnya, seperti elektron. ” kata penulis utama Mohamed Hassan, seorang profesor fisika dan optik sains di Universitas California. Arizona, mengutip Live Science pada Selasa (27/8).
“Kami berharap mikroskop ini dapat membantu komunitas ilmiah memahami fisika kuantum di balik perilaku dan gerak elektron,” lanjutnya.
Bagaimana elektron disusun dan diatur ulang dalam atom dan molekul merupakan masalah penting dalam fisika dan kimia, namun sifat aktif partikel kecil ini membuatnya sangat sulit untuk dipelajari.
Untuk menciptakan waktu pemaparan yang dapat menangkap pergerakan elektron, para ilmuwan mengembangkan metode di awal tahun 2000an untuk menghasilkan pulsa attodetik (atau 1X10^-18 detik).
Hal ini memungkinkan ilmuwan tersebut memenangkan Hadiah Nobel Fisika tahun 2023. Dengan mengurangi waktu paparan mikroskop menjadi hanya beberapa attodetik (satu attodetik adalah usia alam semesta), fisikawan dapat mempelajari lebih lanjut tentang bagaimana elektron membawa muatan dan bagaimana perilakunya dalam semikonduktor dan dalam air. Kami menjelaskan bagaimana ikatan kimia antar atom terputus
Namun, skala beberapa attodetik saja terlalu besar untuk mencatat pergerakan elektron individu. Untuk mencapai hal ini, fisikawan di balik penelitian baru ini mengoptimalkan senjata elektron untuk menghasilkan pulsa sesingkat 1 attodetik.
Gelombang ini mengenai “sampel” yang sedang diperiksa, dan ketika elektron melewati sampel, gelombang tersebut melambat dan mengubah bentuk gelombang berkas elektron.
Berkas cahaya yang diperlambat diperluas melalui lensa dan mengenai fosfor yang memancarkan cahaya ketika berkas mengenainya. Dengan menggabungkan pulsa elektron dengan dua pulsa cahaya yang disinkronkan secara hati-hati (untuk merangsang pergerakan elektron di dalam material dan membantu menghasilkan pulsa elektron), dimungkinkan untuk mempelajari pergerakan elektron yang sangat cepat di dalam atom.
“Dengan menggunakan mikroskop elektron transmisi, kami dapat mencapai resolusi temporal sub-detik, yang kami sebut ‘mikroskop atom’,” kata Hassan.
“Untuk pertama kalinya, kita bisa melihat massa elektron bergerak,” tutupnya.
