Когда ученые хотят разглядеть материал вплоть до отдельных атомов, им приходится не только настраивать мощные микроскопы, но и замораживать образцы почти до абсолютного нуля.
При комнатной температуре атомы вибрируют от тепловой энергии и выглядят размытыми, но при сверхнизких температурах, близких к абсолютному нулю, они почти замирают на месте и даже могут демонстрировать квантовые эффекты. Однако в таком случае появляется другая проблема: обеспечение нужного уровня охлаждения и работы оборудования в условиях холода.
Лишь спустя десятилетия работы, ученым наконец удалось адаптировать один из самых мощных исследовательских инструментов — трансмиссионный электронный микроскоп — для работы при экстремально низких температурах. Уже в начале следующего года компания Bruker планирует поставить в три лаборатории в Канаде, Германии и США первые сканирующие трансмиссионные электронные микроскопы, стабильно работающие при температурах, близких к абсолютному нулю. Устройство получило имя GAIA и способно снимать материалы при температуре около −266 °C в течение 30 часов и даже дольше.
Ученые давно используют температуру как инструмент, который позволяет почти заморозить атомы на месте и вызвать появление определенных свойств материалов. Чаще всего электронные микроскопы охлаждают жидким азотом до −196 °C, но для более низких температур требуется жидкий гелий, который конденсируется при −269 °C. Проблема в том, что жидкий гелий невероятно капризен в работе — он испаряется так быстро, что вызывает вибрации образцов, размывая изображения.
Источник: hi-tech.mail.ru