מדענים מאוניברסיטת אוהיו ומאוניברסיטת אילינוי הצליחו להשיג תמונה מדהימה של אטום בודד הודות לשימוש בטכנולוגיית רנטגן. זה מדווח ב ידיעה לתקשורת אוניברסיטת אוהיו.
מאז גילוי קרני הרנטגן בסוף המאה ה-1800, הן הפכו לכלי חשוב בתחומים רבים. זהו סוג של קרינה אלקטרומגנטית בעלת אנרגיה גבוהה מאוד ואורך גל קצר, ויכולתה לחדור לחומר הופכת את האלומה לשימושית מאוד להדמיה ברפואה, מדעי החומרים, ארכיאולוגיה ואסטרופיזיקה.
שיטות גילוי קרני רנטגן מסורתיות, לעומת זאת, מסתמכות על האינטראקציה של קרני רנטגן עם אטומים רבים בדגימה כדי ליצור אות שניתן לזהות. זאת בשל העובדה שהאות המופק על ידי אטום בודד חלש ביותר, ולכן קשה להבחין בינו לבין רעשי רקע.
המדד הקודם לכמות הקטנה ביותר שניתן היה להאיר באמצעות קרני רנטגן היה 10 אטומים, ולעומת זאת, ההישג הזה הוא מהפכני. זה עשוי לחולל מהפכה באופן שבו מדענים וחוקרים מגלים חומרים. עבור המחקר שלהם, המדענים בחרו אטום של ברזל וטרביום.
גלאי קרני רנטגן קונבנציונליים שונו עם קצה מתכת חד בשילוב עם מיקרוסקופ מנהור סריקת רנטגן סינכרוטרון (SX-STEM), המשמשת בעיקר להדמיה ננומטרית ואפיון חומרים, כדי לזהות אלקטרונים מעוררי רנטגן מאטומים בודדים.
במילים פשוטות, SX-STEM מאפשר למדענים להשתמש בקרני רנטגן כדי לראות את היסודות בחומר ולהבין את ההרכב הכימי שלו. זה קורה על ידי ריגוש (או אנרגיה) של האלקטרונים בגרעין האטום. כאשר אלקטרונים סופגים קרני רנטגן ומתרגשים, הם יוצרים טביעת אצבע ייחודית. הודות לחותם זה, מדענים קובעים את סוג היסודות הקיימים בחומר הנלמד.
הצוות מצא שספקטרום ספיגת קרני הרנטגן חשף חתימות ייחודיות המתאימות לאטומי ברזל וטרביום. המדענים השתמשו בנוסף בשיטת מנהור תהודה רנטגן (X-ERT) כדי לאפיין את המצבים הכימיים של האטומים וגילו את אטום הברזל הדומיננטי.
באופן מעניין, החוקרים שמו לב שניתן לזהות את אות רנטגן רק כאשר הקצה המיוחד הוצב בסמיכות לאטום. זה אישר שהזיהוי היה מאוד מקומי והתמקד באטום המעניין את החוקרים, מה שמאפשר אפיון וניתוח מפורטים של תכונות האטום והתנהגותו.
"הישג זה משלב קרינת רנטגן סינכרוטרון עם תהליך מנהור קוונטי כדי לחשוף את חתימת קרני הרנטגן של אטום בודד ופותח קווי מחקר מעניינים רבים, כולל חקר התכונות הקוונטיות והמגנטיות של אטום אחד בלבד באמצעות צילום רנטגן סינכרוטרון קרינה", מדווחים המדענים.
קרא גם: