Microscópio mais rápido do mundo consegue ver elétrons se movendo
Por Fidel Forato • Editado por Luciana Zaramela |
Nos EUA, pesquisadores e físicos da Universidade do Arizona desenvolveram o microscópio mais rápido do mundo, capaz de detectar elétrons em movimento. A invenção deve melhorar a compreensão da física quântica sobre o comportamento dos elétrons, como apostam os autores.
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"Este microscópio eletrônico de transmissão é como uma câmera muito poderosa presente na versão mais recente de um smartphone [top de linha]”, compara Mohammed Hassan, professor associado de física e autor principal do estudo, em nota.
“O microscópio nos permite tirar fotos de coisas que não conseguíamos ver antes, como os elétrons”, acrescenta o professor Hassan sobre o estudo recém-publicado na revista Science Advances.
Até hoje, estudar essas partículas é algo extremamente difícil (entenda abaixo).
Captura dos elétrons em movimento
O novo equipamento é uma versão atualizada dos microscópios eletrônicos de transmissão, já utilizados pelos cientistas para ampliar objetos em até milhões de vezes seu tamanho real.
Sem usar a luz visível, o aparelho direciona feixes de elétrons por meio da amostra que é analisada.
O diferencial está justamente no laser que gera esses feixes de elétrons pulsados. Isso porque a resolução é definida pela duração dos pulsos. De modo simples, quanto mais rápido o pulso, melhor é a imagem.
Anteriormente, os microscópios do tipo emitiam uma sequência de pulsos de elétrons em velocidades de alguns attossegundos — cada attossegundo é um quintilionésimo de segundo. Assim, era possível capturar uma série de imagens, como quadros em um filme.
Entretanto, ainda eram perdidas as mudanças que ocorriam entre os quadros, incluindo o movimento dos elétrons.
Para observar o elétron "congelado" em movimento, o novo equipamento utiliza um único pulso de elétron de attossegundo, que é tão rápido quanto a movimentação dos elétrons.
Todo o processo está conectado a uma câmera de alta velocidade, flagrando movimentos que seriam invisíveis.
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Microscópio mais rápido do mundo
"A melhoria da resolução temporal dentro de microscópios eletrônicos é esperada há muito tempo e é o foco de muitos grupos de pesquisa — todos queremos ver o movimento dos elétrons", comenta Hassan.
"Pela primeira vez, conseguimos atingir a resolução temporal de attossegundos com nosso microscópio de transmissão eletrônica, e o denominamos 'attomicroscopia'”, completa o cientista.
Para chegar a esses resultados, o grupo se baseou no trabalho dos ganhadores do Prêmio Nobel de Física 2023, Pierre Agostini, Ferenc Krausz e Anne L'Huilliere, que usaram pulsos de luz para ver elétrons se movendo.
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