世界最快显微镜问世,首次观察到电子运动
美国亚利桑那大学的研究人员开发出一种新型透射电子显微镜,其速度是如此之快,以至于可以实现对运动电子的观察。
这项研究成果于 8 月 21 日发表在电子的排列和重排是物理学和化学领域的基本问题,但由于电子的运动速度极快,对其进行研究非常困难。在 21 世纪初,物理学家开发了生成阿秒级脉冲的方法,为研究电子的运动提供了新的工具。这一成果获得了 2023 年诺贝尔物理学奖。
通过将显微镜的曝光时间缩短到几个阿秒的水平,物理学家们已经研究了电子的电荷传递、在半导体和液态水中的行为以及原子之间化学键的断裂过程。然而,为了解决这个问题,研究人员对电子枪进行了改进,通过将电子脉冲与两个精确同步的光脉冲结合,研究人员能够探测原子内部电子的超快运动。
研究团队表示他们的透射显微镜已经实现了阿秒时间分辨率,并将其称为“原子显微镜”,