ფიზიკოსებმა მსოფლიოში უსწრაფესი მიკროსკოპი შექმნეს და იგი იმდენად სწრაფია, რომ ელექტრონების მოძრაობის დაფიქსირება შეუძლია.

შექმნილი მოწყობილობა ტრანსმისიული ელექტრონული მიკროსკოპის განახლებული ვერსიაა და მოძრავი ელექტრონების კადრებს იღებს. ამისათვის იგი ელექტრონულ იმპულსებს იყენებს, რომლებიც წამის ერთი მეკვინტილიონედი დროით გრძელდება. ეს შედეგი შთამბეჭდავია, თუ გავითვალისწინებთ, რომ ელექტრონები წამში დაახლოებით 2 200 კილომეტრს გადის.

კვლევის ავტორები იმედოვნებენ, რომ მიკროსკოპის გამოყენებით მეტს გავიგებთ იმის შესახებ, თუ როგორ მოძრაობს ელექტრონები.

"ეს ტრანსმისიული ელექტრონული მიკროსკოპი უახლესი სმარტფონის ძალიან მძლავრი კამერასავითაა; იგი საშუალებას გვაძლევს, ისეთ რაღაცებს გადავუღოთ სურათები, რასაც აქამდე ვერ ვხედავდით — თუნდაც ელექტრონებს", — თქვა მუჰამედ ჰასანმა, კვლევის ხელმძღვანელმა და არიზონის უნივერსიტეტის ასოცირებულმა პროფესორმა ფიზიკისა და ოპტიკური მეცნიერებების განხრით — "ვიმედოვნებთ, რომ ამ მიკროსკოპით სამეცნიერო საზოგადოება შეძლებს გაარკვიოს, კვანტური ფიზიკის რა პრინციპები განსაზღვრავს ელექტრონის ქცევასა და მოძრაობას".

ატომებსა და მოლეკულებში ელექტრონების ქცევა ერთ-ერთი უმნიშვნელოვანესი საკითხია ფიზიკისა და ქიმიის დარგებში. მეორე მხრივ, ეს ნაწილაკები იმდენად სწრაფად მოძრაობენ, რომ მათი შესწავლა უაღრესად რთულია.

2000-იანების დასაწყისში ფიზიკოსებმა ძალიან მოკლე, ატოწამების განმავლობაში მიმდინარე, იმპულსები შექმნეს, რათა ელექტრონთა მოძრაობა დაეფიქსირებინათ. ამ მიღწევისთვის მათ 2023 წელს ფიზიკის დარგში ნობელის პრემიაც გადაეცათ. შედეგად მეცნიერებმა გაიგეს, თუ როგორ გადააქვს ელექტრონებს მუხტი, როგორ იქცევა ისინი ნახევარგამტარებსა და წყალში, ასევე როგორ წყდება ატომებს შორის ქიმიური ბმები.

მიუხედავად ამისა, ატოწამების სკალაც კი ძალიან დიდი აღმოჩნდა იმისთვის, რომ ელექტრონების ცალკეული მოძრაობები დაგვენახა. ამის მისაღწევად ახალი კვლევის ფარგლებში მეცნიერებმა ელექტრონების თოფს წარმოაქმნევინეს იმპულსი, რომელიც სულ რაღაც ერთი ატოწამის განმავლობაში გრძელდებოდა.

ეს იმპულსები შესასწავლ "ნიმუშს" ეცემა. ნიმუშში გავლისას ელექტრონები ნელდება და ელექტრონული სხივის ფორმას ცვლის. შენელებულ სხივს შემდეგ ლინზით ადიდებენ და იგი ფლუორესცენტულ მასალას ეცემა, რომელიც სხივის მოხვედრის შემდეგ ნათებას იწყებს.

მეცნიერებმა ელექტრონულ იმპულსთან ერთად სინათლის სინქრონიზებული იმპულსები გამოიყენეს და ატომებს შიგნით ელექტრონთა ულტრასწრაფი მოძრაობები შეისწავლეს.

"ამას "ატომიკროსკოპია" ვუწოდეთ", — თქვა ჰასანმა — "ისტორიაში პირველად, შეგვიძლია ელექტრონის ნაწილები მოძრაობის პროცესში დავინახოთ".

ნაშრომი ჟურნალში Science Advances გამოქვეყნდა.