Ученые переизобрели электронный микроскоп

Сравнение птихографической реконструкции и просвечивающего изображения (справа). Слева видна фазовая информация. Фото Nature/Humphry et al.

Физики из Университета Шеффилда разработали метод трансмисионной микроскопии, который позволит получать изображения, разрешение которых ограничено только длиной волны электрона. Результаты их работы приводит журнал Nature.

Исследователи отказались в конструкции просвечивающего микроскопа от магнитных линз, которые вносят основной вклад в понижение разрешения. При этом изображение получалось путем компьютерного анализа паттерна дифракции волн, прошедших сквозь образец. Авторы назвали такой вид микроскопии электронной птихографией . Благодаря принципиально иному способу формирования изображения и небольшой модификации конструкции им удалось в пять раз увеличить разрешение на уже существующем приборе .

Разрешение современных электронных микроскопов зависит от длины волны используемых электронов, но даже в самых сложных моделях не превышает 0,05 нм, что в 25 (в обычных моделях в 100) раз хуже, чем теоретический предел. Относительно низкое разрешение присуще всем современным электронным микроскопам и объясняется тем способом, каким в них формируется изображение.

Принципиально электронный микроскоп очень похож на световой. В нем вместо потока света через образец проходит поток электронов, а вместо стеклянных линз используются магниты. Они изменяют движение электронов так же, как линзы изменяют движение световых лучей. Благодаря этим магнитным линзам поток электронов удается сфокусировать и получить резкое изображение. Однако магнитным линзам присущи неустранимые аберрации, которые и вносят основной вклад в размытие изображения. Авторам удалось найти способ восстановить изображения из дифракции несфокусированных волн, что позволило избавиться от магнитов и, вместе с ними, от искажений.

Исследователи считают, что метод птихографии можно будет применить и в световой микроскопии. Во-первых это позволит существенно увеличить разрешение получаемых изображений. А во-вторых, такой способ получения изображения не требует сильного приближения объекта к линзе микроскопа. Это позволит рассматривать живые клетки издалека - например, сквозь крышки культуральных чашек.

Обсудить
Наука и техника
 — 
00:02 25 марта 2017
«Это было волшебно!»

Дефект массы

Как продолжение культовой серии Mass Effect стало одной из худших игр в истории
FILE - In this Saturday, June 4, 2011 file photo made by Associated Press photographer Anja Niedringhaus, injured U.S.Marine Cpl. Burness Britt reacts after being lifted onto a medevac helicopter from the U.S. Army's Task Force Lift "Dust Off," Charlie Company 1-214 Aviation Regiment. Location:
Sangin, AfghanistanПадение Сангинграда
Десятилетнее сражение за столицу наркоторговли завершилось победой «Талибана»
Participants attend a gay pride parade in central Istanbul June 30, 2013. Tens of thousands of anti-government protesters teamed up with a planned gay pride march in Istanbul. Crowds were stopped by riot police from entering Taksim, the centre of previous protests, but the atmosphere appeared peacefulОпасное интернет-проникновение
Грозит ли подъем геев-мусульман исламскому миру
Demonstrators take part in a protest aimed at showing London's solidarity with the European Union following the recent EU referendum, inTrafalgar Square, central London, Britain June 28, 2016. REUTERS/Dylan Martinez TPX IMAGES OF THE DAYСпасет ли уход Меркель Европу?
Свое 60-летие Европейский союз встречает в состоянии экзистенциального кризиса


Из ЕС в сексуальное рабство
Что вынуждает румынок отправляться на Сицилию, где их ждет неволя
Displaced people from the minority Yazidi sect, fleeing violence from forces loyal to the Islamic State in Sinjar town, walk towards the Syrian border, on the outskirts of Sinjar mountain, near the Syrian border town of Elierbeh of Al-Hasakah Governorate August 11, 2014. Islamic State militants have killed at least 500 members of Iraq's Yazidi ethnic minority during their offensive in the north, Iraq's human rights minister told Reuters on Sunday. The Islamic State, which has declared a caliphate in parts of Iraq and Syria, has prompted tens of thousands of Yazidis and Christians to flee for their lives during their push to within a 30-minute drive of the Kurdish regional capital Arbil. Picture taken August 11, 2014. REUTERS/Rodi Said (IRAQ - Tags: POLITICS CIVIL UNREST TPX IMAGES OF THE DAY) FOR BEST QUALITY IMAGE ALSO SEE: GM1EA8M1B4V01Дважды отверженные
Почему от женщин, вырвавшихся из плена боевиков, отворачивается общество
Замороженная стволовая клетка человека Внутренние бомбы
Как клеточный суицид помогает против рака и старости
«Это было волшебно!»Дефект массы
Как продолжение культовой серии Mass Effect стало одной из худших игр в истории
Man and woman eating from a pot and a pail on a street corner, 1940-1944Разборки в гетто
Страх, ужас и безысходность на снимках лодзинского фотографа
Они из будущего
Объясняем, почему «Мерседесы» выглядят так, как выглядят, и какими они станут
Тает лед
Как Ferrari и Феттель воскресили интригу в Формуле-1
Ты узнаешь его из тысячи
Легендарные цвета автомобилей, увековеченные историей
Квартиры на колесах
Интерьеры грузовиков, в которых можно жить
Талант расправил плечи
Лучшие архитектурные проекты 2017 года: от города в пустыне до термальных ванн
Адская машина
Ученые и урбанисты придумали, что делать с заполонившими города автомобилями
«Если у тебя нет любовника, квартире взяться неоткуда»
Исповедь россиянки, ставшей ипотечницей в 20 лет
Тариф «Хватит»
За услуги ЖКХ можно платить в разы меньше