Изследователи са създали нов фотоапарат с толкова бърза скорост на затвора, че може да вижда атомни структури без размазване.

Изследователи от Колумбийския инженерен университет и Университета в Бургундия са разработили нов вид "фотоапарат", който вижда атомни клъстери. Наречени "локален безпорядък", тези динамични атомни клъстери обикновено са размазани, когато се заснемат с фотоапарати, които имат по-бавна скорост на затвора, но с помощта на този нов "неутронен" фотоапарат те стават ясни.

Според Phys изследването помага на учените да разберат материалите, които са най-подходящи за устойчиви енергийни приложения - като тези, които преобразуват слънчевата светлина или отпадната топлина в електричество, - тъй като те често използват колективни колебания на клъстери от атоми в рамките на по-голяма структура (това се нарича динамичен безпорядък). Ако учените са в състояние да разберат по-добре динамичния безпорядък, те биха могли да определят материалите, които биха били по-енергийноефективни в термоелектрическите устройства.

Именно тук се появява неутронният фотоапарат, който се различава от въведената преди няколко години система, която може да заснема 70 трилиона кадъра в секунда. Екипът го описва като работещ като обикновен фотоапарат, само че с времеви мащаби, които според него са милион пъти по-бързи. Снимките от разсейването на неутрони се правят при промяна на скоростта на затвора от бавна до бърза.

Ключът е в променливата скорост на затвора. Вместо да работи както обикновените фотоапарати, този нов фотоапарат използва неутрони за измерване на атомни позиции със скорост на затвора от около една пикосекунда, което е трилион пъти по-бързо от обикновените затвори на фотоапаратите. В изследването, публикувано в Nature Materials, екипът го нарича PDF с променлив затвор, или vsPDF.

Изследователите казват, че с този метод са успели да разкрият скрита досега динамика на структурата на кристала.

"Това, което открихме тук, е изключителен пример, показващ, че повърхностите на един кристален материал всъщност могат да бъдат аморфни и динамични. Трябва стриктно да преразгледаме някои от основните си предположения в общността на учените, занимаващи се с науката за повърхностите", казва Сичи Ли, водещ автор на статията.

"Само с този нов инструмент vsPDF можем наистина да видим тази страна на материалите", казва Саймън Билинг, професор по материалознание и приложна физика и приложна математика.

"Той ни дава съвсем нов начин да разплетем сложността на това, което се случва в сложните материали, скритите ефекти, които могат да подсилят техните свойства. С помощта на тази техника ще можем да наблюдаваме даден материал и да видим кои атоми участват в танца и кои седят извън него."

Снимка: Unsplash

Виж още: Компютър в компютъра, или как всъщност работи AI