단일 원자 X

많은 일반인들은 과학이 단일 원자를 엑스레이로 촬영할 수 없었다는 사실을 알지 못할 것입니다.

현재 최첨단 싱크로트론 스캐너가 관리할 수 있는 최선의 방법은 약 10,000개의 원자인 아토그램을 X선으로 촬영하는 것입니다. 그러나 단일 원자에서 생성되는 신호는 너무 약해서 기존 검출기를 사용할 수 없습니다. 지금까지.

이 획기적인 업적은 SX-STM(싱크로트론 X선 스캐닝 터널링 현미경)이라는 기술을 사용하여 일리노이주 아르곤 국립 연구소에서 특별히 제작된 싱크로트론 기기 덕분에 달성되었습니다.

획기적인 발전을 이룬 연구자들은 이것이 생명을 위협하는 주요 질병에 대한 치료법을 찾는 방법, 초고속 양자 컴퓨터의 개발, 기타 재료 및 환경 과학의 발전을 위한 길을 열었다고 말합니다.

원자는 분자를 구성하는 입자이며 모든 물질이 화학적으로 분해될 수 있는 한계입니다. 골프공에는 지구에 들어갈 수 있는 골프공만큼 많은 성분이 들어있습니다.

SX-STM은 이제 이를 아주 작은 수준까지 측정할 수 있습니다. 이 위업은 물리학의 '성배'이자 이번 발견을 설명하는 논문의 주요 저자인 오하이오 주립대학교 Saw Wai Hla 교수의 오랜 꿈으로 묘사되었습니다.

Hla 박사는 "원자는 주사 탐침 현미경으로 일상적으로 이미지를 얻을 수 있지만 X선이 없으면 원자가 무엇으로 만들어졌는지 알 수 없습니다."라고 설명했습니다. "이제 우리는 특정 원자의 유형을 한 번에 하나씩 정확하게 감지할 수 있으며 동시에 화학적 상태도 측정할 수 있습니다. 이 발견은 세상을 변화시킬 것입니다."

X선은 1895년 뢴트겐이 발견한 이후 건강 검진부터 공항 보안 검색까지 수십 가지 응용 분야와 분야에서 사용되었습니다.

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NASA의 화성 탐사선 큐리오시티(Curiosity)에는 암석의 구성을 조사하기 위한 X선 장치가 장착되어 있습니다.

과학에서 X선의 중요한 용도는 샘플에 들어 있는 물질의 유형을 식별하는 것입니다. 수년에 걸쳐 싱크로트론 X선의 개발로 인해 X선 검출에 필요한 샘플 내 물질의 양이 크게 줄어들었습니다.

SX-STM은 여기된 전자, 내부의 양성자와 중성자 주변을 이동하는 원자 외부의 입자를 수집하며, 이렇게 생성된 스펙트럼은 원자가 무엇인지 정확하게 감지할 수 있는 지문과 같습니다.

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"이 연구에서 사용된 기술과 입증된 개념은 X선 과학과 나노 규모 연구에 새로운 지평을 열었습니다"라고 오하이오 대학의 박사 과정 학생인 제1저자 Tolulope Michael Ajayi가 말했습니다.

"또한 X선을 사용하여 개별 원자를 감지하고 특성화하는 것은 연구에 혁명을 일으킬 수 있으며 양자 정보 및 환경 및 의학 연구에서 미량 원소 감지와 같은 분야에서 새로운 기술을 탄생시킬 수 있습니다."

"이 성과는 또한 첨단 재료 과학 계측의 길을 열어줍니다."

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