Новый электронный микроскоп дает возможность снимать фильмы в атомном масштабе о поведении каждого электрона

В Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли при Министерстве энергетики США создан новый электронный детектор, который может снимать изображения на атомном уровне с гораздо большей скоростью, чем когда-либо прежде. Одним из возможных применений этой технологии является использование его для лучшего понимания того, что происходит на самом низкомасштабном уровне в батареях и компонентах микрочипов, что поможет контролировать процессы и предотвращать возможные повреждения. Электронный микроскоп способен обнаруживать дефекты на уровне атомов.

Этот самый быстрый детектор, находящийся на сегодняшний день в эксплуатации, открывает совершенно новые перспективы в электронной микроскопии. Он может записывать изображения в атомном масштабе в 60 раз быстрее, чем любой существующий детектор. Это позволяет ученым снимать целые фильмы в ходе экспериментов, а не иметь дело с отдельными несопоставимыми изображениями.

Детектор электронов, называемый 4D Camera, выдает огромное количество данных — около 4 ТБ в минуту. «Объем данных эквивалентен одновременному просмотру около 60 тысяч фильмов в формате HD», — говорит научный сотрудник лаборатории Питер Эрсиус. Для этого команде исследователей потребовалось построить сеть между микроскопом и суперкомпьютером, на котором обрабатывается такое количество данных.

Все это означает, что ученые теперь смогут записывать на видео во время экспериментов движения каждого электрона. «Благодаря этому по-настоящему большому набору данных, мы сможем проводить «виртуальные» эксперименты с образцами – и нам не придется каждый раз возвращаться назад, чтобы получить новые данные при изменении условий съемки», — сказал исследователь Джим Систон.