Ahli Ciptakan Mikroskop Tercepat Dunia, Bisa Tangkap Gerak Elektron

Jakarta, CNN Indonesia --

Para ilmuwan baru-baru ini sukses menciptakan mikroskop tercepat di dunia hingga dapat menangkap mobilitas elektron.

Perangkat baru ini, jenis terbaru dari mikroskop partikel transmisi, menangkap gambar partikel nan sedang terbang dengan langkah menembaknya dengan gelombang partikel sepersejuta detik.

Ini merupakan pencapaian nan luar biasa, lantaran partikel bergerak dengan kecepatan sekitar 2.000 kilometer per detik, sehingga bisa mengelilingi Bumi hanya dalam waktu 18,4 detik.

Para peneliti berambisi dengan menggunakan mikroskop pada partikel-partikel mini tersebut, mereka dapat menemukan beberapa penemuan baru tentang gimana partikel-partikel itu terbang. Para peneliti menerbitkan temuan mereka di jurnal Science Advances pada 21 Agustus.

"Mikroskop partikel transmisi ini seperti kamera nan sangat kuat di ponsel pandai jenis terbaru; ini memungkinkan kita untuk mengambil gambar hal-hal nan sebelumnya tidak dapat kita lihat - seperti elektron," ujar penulis utama Mohammed Hassan, seorang guru besar fisika dan pengetahuan optik di University of Arizona, mengutip Live Science, Selasa (27/8).

"Dengan mikroskop ini, kami berambisi organisasi ilmiah dapat memahami fisika kuantum di kembali perilaku partikel dan gimana partikel bergerak," lanjut dia.

Bagaimana partikel mengatur dan mengatur ulang diri mereka sendiri di dalam atom dan molekul adalah pertanyaan krusial dalam fisika dan kimia, tetapi sifat lincah dari partikel-partikel mini ini membuatnya sangat susah untuk dipelajari.

Untuk menciptakan waktu eksposur nan bisa menangkap pergerakan elektron, para intelektual mengembangkan metode untuk menghasilkan gelombang mini attosecond (atau 1X10^-18 detik) di awal tahun 2000-an.

Ini merupakan kemajuan nan membikin para intelektual sukses mendapatkan Hadiah Nobel Fisika 2023.

Dengan mengurangi waktu pemaparan mikroskop ke skala beberapa attoseconds (satu attosecond sama dengan satu detik untuk usia alam semesta), para fisikawan mengurai gimana partikel membawa muatan, gimana mereka berperilaku di dalam semikonduktor dan air, dan gimana ikatan kimia antara atom-atom terkoyak.

Namun, skala beberapa attosecond pun terlalu besar untuk menangkap aktivitas partikel secara individual. Untuk mencapai perihal ini, para fisikawan di kembali penelitian baru ini mengutak-atik pistol partikel hingga menghasilkan pulsa hanya satu attosecond.

Gelombang ini mengenai "sampel" nan sedang dipelajari, dan ketika partikel melewatinya, mereka melambat dan mengubah corak gelombang berkas elektron.

Berkas sinar nan melambat kemudian diperbesar oleh lensa dan kemudian mengenai bahan berpendar nan bercahaya ketika sinar mendarat di atasnya.

Dengan memasangkan pulsa partikel dengan dua pulsa sinar nan disinkronkan secara hati-hati (untuk merangsang partikel dalam material agar bergerak dan membantu dalam pembuatan pulsa elektron), mereka dapat menyelidiki pergerakan partikel nan sangat sigap di dalam atom.

"Kami dapat mencapai resolusi temporal sekian detik dengan mikroskop transmisi partikel kami - dan kami menamakannya 'attomicroscopy,'" kata Hassan.

"Untuk pertama kalinya, kita dapat memandang potongan-potongan partikel nan bergerak," pungkasnya.

[Gambas:Video CNN]

(tim/dmi)