Công bố ảnh chụp nguyên tử có độ giải cao nhất

Đại học Cornell, Mỹ, công bố ảnh chụp được phóng to gấp 100 triệu lần cho thấy sự dao động nhiệt của các nguyên tử trong một tinh thể PrScO3.

Vào năm 2018, các nhà nghiên cứu tại Đại học Cornell đã chế tạo một máy dò công suất cao, kết hợp với quy trình dựa trên thuật toán được gọi Ptychography, để lập kỷ lục thế giới bằng cách tăng gấp ba lần độ phân giải của kính hiển vi điện tử hiện đại. Tuy nhiên, cách tiếp cận đó có một nhược điểm là nó chỉ hoạt động với các mẫu siêu mỏng. Bất cứ thứ gì có độ dày lớn hơn vài nguyên tử sẽ khiến các electron phân tán theo những cách không thể tách rời.


Ảnh chụp nguyên tử có độ giải cao nhất từ trước tới nay. (Ảnh: Đại học Cornell).

Giờ đây, nhóm nghiên cứu do Giáo sư kỹ thuật David Muller dẫn đầu đã phá kỷ lục của chính mình với máy dò mảng pixel trên kính hiển vi điện tử (EMPAD), kết hợp các thuật toán Ptychography tái tạo 3D thậm chí còn phức tạp hơn, cho phép tăng độ phân giải lên gấp bội. Nhờ đó, họ có thể xác định vị trí của các nguyên tử riêng lẻ trong cả ba chiều.

Bức ảnh trên cho thấy các nguyên tử riêng lẻ trong một tinh thể praseodymium orthoscandate (PrScO3) được phóng to gấp 100 triệu lần bằng kỹ thuật chụp ảnh mới. Độ phân giải của nó đã được tinh chỉnh đến mức những điểm mờ nhòe còn sót lại chỉ là sự dao động nhiệt của chính nguyên tử, các tác giả của nghiên cứu nhấn mạnh trong báo cáo trên tạp chí Science.

"Điều này không chỉ thiết lập một kỷ lục mới mà còn đạt tới giới hạn cuối cùng. Về cơ bản, bây giờ chúng ta có thể tìm ra vị trí của các nguyên tử một cách dễ dàng. Nó mở ra nhiều khả năng đo lường hoàn toàn mới, giúp giải quyết một số vấn đề lâu nay trong vật lý", Muller chia sẻ.

Thuật toán Ptychography là một phương pháp tính toán của hình ảnh hiển vi. Nó hoạt động bằng cách xử lý nhiều mẫu giao thoa nhất quán - bị phân tán từ một đối tượng cụ thể - và tìm kiếm những thay đổi trong các vùng chồng chéo. Bằng cách xem mô hình thay đổi như thế nào, các nhà nghiên cứu có thể tái tạo hình dạng của vật thể gây ra mô hình đó.

Kỹ thuật mới đặc biệt hữu ích trong việc chụp ảnh chất bán dẫn, chất xúc tác và vật liệu lượng tử. Nó cũng có thể được áp dụng cho các tế bào hoặc mô sinh học dày, thậm chí là các kết nối khớp thần kinh trong não.

TIN CŨ HƠN
Tìm hiểu cuộc đời của nhà tiên tri mù Vanga

Tìm hiểu cuộc đời của nhà tiên tri mù Vanga

Nhà tiên tri mù Baba Vanga nổi tiểng thế giới có tên gọi đầy đủ là: Vangelia Pandeva Dimitrova, sau khi kết hôn, bà lại đổi tên thành Vangelia Gushterova.

Đăng ngày: 10/12/2025
Bí quyết cho

Bí quyết cho "dáng khỏe eo thon" từ thời cổ đại

Ít ai ngờ, người Hy Lạp, La Mã cổ xưa cũng rất chú ý tới các bài tập thể dục nâng cao sức khỏe…

Đăng ngày: 10/12/2025
Hé lộ mới nhất về huyền thoại nữ samurai đáng sợ nhất thế giới!

Hé lộ mới nhất về huyền thoại nữ samurai đáng sợ nhất thế giới!

Thống lĩnh 1000 người đàn ông, Tomoe Gozen không chỉ là nữ samurai xinh đẹp, quyến rũ mà còn nổi tiếng tàn bạo và không sợ hãi bất cứ điều gì.

Đăng ngày: 09/12/2025
Tại sao trời lại tối vào ban đêm?

Tại sao trời lại tối vào ban đêm?

Vì sao ban đêm trời lại tối? Có thể bạn nghĩ câu trả lời rất hiển nhiên là do mặt trời lặn đi. Tuy nhiên, đáp án không phải vậy.

Đăng ngày: 09/12/2025
Con người tồn tại ra sao sau khi bị chặt đầu?

Con người tồn tại ra sao sau khi bị chặt đầu?

Một thí nghiệm gần đây đưa ra giả thuyết, ý thức của con người vẫn tồn tại dù cho đã bị chặt đầu…

Đăng ngày: 08/12/2025
Kỳ lạ hiện tượng

Kỳ lạ hiện tượng "biển kẻ ô vuông" và lời giải đáp đơn giản đến không ngờ!

Khi Photoshop và các công cụ chỉnh sửa ảnh xuất hiện với độ tinh tế và dễ sử dụng ngày càng tăng, các sản phẩm đã qua chỉnh sửa cũng ngày càng khó phân biệt với hàng thật.

Đăng ngày: 08/12/2025
10 thí nghiệm đẹp nhất trong lịch sử

10 thí nghiệm đẹp nhất trong lịch sử

Những thí nghiệm khoa học hiện nay thường phức tạp, chỉ có thể thực hiện bởi một nhóm nghiên cứu, với chi phí lên tới hàng triệu USD. Tuy nhiên, khi được hỏi về thí nghiệm "đẹp" nhất trong lịch sử khoa học, người ta lại tôn sùng các ý tưởng đơn giản.

Đăng ngày: 07/12/2025
Khoa Học News