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Um microscópio incrível vê átomos com precisão padrão

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Esta imagem mostra uma reconstrução telegráfica de elétrons de um cristal ortodôntico praseodímio (PrScO3), ampliado 100 milhões de vezes. Crédito: Cornell University

Em 2018, os pesquisadores da Cornell construíram um detector de alta potência, em combinação com um processo baseado em algoritmo chamado pticografia. Recorde mundial Pelo triplo da resolução de um microscópio eletrônico avançado.

Por mais bem-sucedida que fosse, essa abordagem tinha um ponto fraco. Trabalhei apenas com amostras ultrafinas com alguns átomos de espessura. Qualquer coisa mais espessa faria com que os elétrons se dispersassem de maneiras inseparáveis.

Agora, uma equipe, liderada por David Mueller, professor de engenharia da Samuel B. Eckert, superou seu registro de fator multiplicador com o Detector de Matriz de Pixel de Microscopia Eletrônica (EMPAD) que incorpora algoritmos de reconstrução 3D mais avançados.

A precisão é ajustada com precisão, e a única distorção remanescente é a vibração térmica dos próprios átomos.

O artigo de pesquisa do grupo, “Limites de resolução atômica Achiives de Ptychography Electron Identified by Retinal Vibrations”, foi publicado em 20 de maio na Science. O autor principal do artigo é o pesquisador de pós-doutorado Zhen Chen.

“Isso não apenas estabeleceu um novo recorde”, disse Mueller. Ele chegou a um sistema que seria realmente o fim final da solução. Basicamente, agora podemos ver onde estão os átomos de uma maneira muito fácil. Isso abre muitas novas possibilidades de dimensionamento para as coisas que desejamos fazer há muito tempo. Também resolve um problema antigo – desfazendo a dispersão múltipla do feixe na amostra, que Hans House implantou em 1928 – que nos impedia de fazer isso no passado. “

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Ptychography funciona digitalizando padrões de dispersão sobrepostos de uma amostra de material e procurando por mudanças na região de sobreposição.

“Estamos procurando por padrões de pontos muito semelhantes aos padrões de ponteiros de laser que os gatos são igualmente fascinados”, disse Mueller. “Ao ver como o padrão muda, podemos calcular a forma do objeto que causou o padrão.”

O detector está ligeiramente desfocado, Desfocar o raio, Para obter a maior gama de dados possível. Esses dados são então reconstruídos por meio de algoritmos complexos, resultando em uma imagem de super-resolução com resolução de um micrômetro (um trilionésimo de metro).

“Usando esses novos algoritmos, agora podemos corrigir todo o desfoque do nosso microscópio até o ponto em que o maior fator de camuflagem que temos é o fato de que os próprios átomos oscilam, porque é isso que acontece com os átomos em uma temperatura finita”, disse Mueller. a velocidade média de quanto os átomos vibram. “

Os pesquisadores poderiam bater seu recorde novamente usando uma substância composta de átomos mais pesados ​​com menos flutuação ou resfriando a amostra. Mas mesmo na temperatura zero, os átomos ainda experimentam flutuações quânticas, então a melhoria não seria muito grande.

Esta nova forma de imagem modular de elétrons permitirá que os cientistas localizem átomos individuais em todas as três dimensões quando eles podem ser ocultados usando outros métodos de imagem. Os pesquisadores também serão capazes de encontrar átomos de impureza em configurações incomuns e fotografá-los com suas vibrações, um por um. Isso pode ser particularmente útil para semicondutores de imagem, catalisadores e materiais quânticos – incluindo aqueles usados ​​em Estatística Quantitativa E também para a análise de átomos em limites onde as substâncias estão ligadas.

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O método de imagem também pode ser aplicado a células, tecidos biológicos espessos ou mesmo conexões sinápticas no cérebro – que Mueller chama de “conexões sob demanda”.

Embora esse método seja demorado e exigente do ponto de vista computacional, ele pode se tornar mais eficiente usando computadores mais poderosos em conjunto com aprendizado de máquina e dispositivos de detecção mais rápidos.

“Queremos aplicar isso a tudo o que fazemos”, disse Mueller, que co-dirige o Kavli Institute em Cornell for Nanoscale Science e co-preside a Micro Systems Science and Engineering Task Force (NEXT Nano), que faz parte do Radical de Cornell Iniciativa de colaboração. . “Até agora, todos nós usamos óculos muito ruins. E agora já temos um par muito bom. Por que você não quer tirar os óculos antigos, usar os novos e usá-los o tempo todo?”

A referência: “A escrita eletrônica do elétron atinge os limites de precisão atômica estabelecidos pelas vibrações da rede” por Zain Hen, Wei Jiang, Wei Tsun Shao, Megan E. Holtz, Michael Odstersel, Manuel Jizar-Siqueiros, Isabelle Hankey, Stephen Ganshu, Darryl J. Shalom e David A. Mall, 21 de maio de 2021, Ciência.
DOI: 10.1126 / science.abg2533

Entre os co-autores está Daryl Shlom, Professor de Química Industrial na Herbert Fisk Johnson; Yi Jiang, PhD. 18 ‘Ele agora é um cientista de dados de linha de raio no Argonne National Laboratory; Pesquisadores de pós-doutorado Yu-Tsun Shao e Megan Holtz, Ph.D. ’17; E pesquisadores do Instituto Paul Scherrer e do Instituto Leibniz para o Crescimento de Cristais.

A pesquisa foi apoiada pela National Science Foundation por meio da Plataforma de Percepção, Análise e Descoberta Acelerada Cornell para Materiais de Interface (PARADIM). Os pesquisadores também se beneficiaram do Cornell Materials Research Center, que é apoiado pelo Center for Materials, Science, and Engineering Research Program da National Science Foundation.

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Dois indivíduos e um animal de estimação foram expostos à raiva

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Dois indivíduos e um animal de estimação foram expostos à raiva

O Departamento de Saúde e Controle Ambiental da Carolina do Sul confirma que duas pessoas e um animal de estimação foram expostos à raiva. De acordo com o DHEC, uma cabra encontrada perto das estradas Milloy Creek e Blackman em Pendleton testou positivo para raiva. O DHEC afirma que duas pessoas encontraram as cabras e podem ter sido expostas a elas. O DHEC afirma que estes dois foram encaminhados para prestadores de cuidados de saúde. Outra cabra foi exposta e colocada em quarentena como exigência da lei de controle da raiva da Carolina do Sul, de acordo com o DHEC. Hospital Veterinário da Universidade da Geórgia, em Atenas, para realizar o teste. Segundo o DHEC, a cabra testou positivo para raiva em laboratório na quarta-feira. disse Terry McCollister, gerente do programa de raiva do DHEC. “É uma das maneiras mais fáceis e eficazes de proteger você, sua família, seus animais de estimação e seu gado desta doença mortal. Este é um investimento que vale a pena fazer para ter um pouco de paz de espírito.”Essas cabras são o sexto animal testar positivo para raiva no condado de Anderson em 2023, de acordo com o DHEC. O DHEC diz que se você acredita que alguém que você conhece entrou em contato com essas cabras ou outro animal potencialmente infectado com raiva, entre em contato com o escritório de Saúde Pública de Anderson do DHEC pelo telefone 864-372-3270 durante o horário comercial normal. O DHEC afirma que o horário comercial normal é das 8h30 às 17h, de segunda a sexta-feira.

O Departamento de Saúde e Controle Ambiental da Carolina do Sul confirma que duas pessoas e um animal de estimação foram expostos à raiva.

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De acordo com o DHEC, uma cabra encontrada perto das estradas Milloy Creek e Blackman em Pendleton testou positivo para raiva.

O DHEC afirma que duas pessoas encontraram as cabras e podem ter sido expostas a elas. O DHEC afirma que esses dois indivíduos foram encaminhados para prestadores de cuidados de saúde.

Outra cabra foi detectada e colocada em quarentena como exigência da lei de controle da raiva da Carolina do Sul, de acordo com o DHEC.

O DHEC disse na terça-feira que as cabras raivosas foram levadas para um laboratório no Hospital Veterinário de Ensino da Universidade da Geórgia, em Atenas, para testes.

Segundo o DHEC, a cabra testou positivo para raiva em laboratório na quarta-feira.

“Manter seus animais de estimação e rebanhos atualizados sobre a vacinação contra a raiva é uma responsabilidade que vem com a posse de um animal”, disse Terry McCollister, gerente do programa de raiva do DHEC. “É uma das maneiras mais fáceis e eficazes de proteger você, sua família, seus animais de estimação e seu gado desta doença mortal. Este é um investimento que vale a pena fazer para ter um pouco de paz de espírito.”

Essas cabras são o sexto animal com teste positivo para raiva no condado de Anderson em 2023, de acordo com o DHEC.

O DHEC diz que se você acredita que alguém que você conhece esteve em contato com essas cabras ou outro animal que possa ter raiva, entre em contato com o Escritório de Saúde Pública do DHEC Anderson pelo telefone 864-372-3270 durante o horário comercial normal.

O DHEC afirma que o horário comercial normal é das 8h30 às 17h, de segunda a sexta-feira.

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A aurora boreal pode ser visível esta semana em Massachusetts

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A aurora boreal pode ser visível esta semana em Massachusetts

Espera-se que uma série de poderosas explosões de plasma quente provenientes do Sol causem uma poderosa aurora, com potencial para iluminar o céu noturno de Massachusetts. O alerta de tempestade geomagnética do Serviço Meteorológico Nacional é baseado em observações de quatro ejeções de massa coronal nos últimos dias. O mais recente foi um clarão muito forte que irrompeu do sol na quarta-feira. “À medida que esta energia se move em direção à Terra, temos a chance de ver a aurora boreal nas noites de quinta e sexta-feira”, disse o meteorologista do StormTeam 5, Mike Wankom. “A melhor chance será em direção ao Canadá, mas é possível ver algo tão ao sul quanto Mass Pike.” >> Recursos do StormTeam 5: Detalhes da previsão | O céu sobre Massachusetts deve estar quase limpo na noite de quinta-feira e na manhã de sexta-feira, disse Wankum. Os observadores do céu devem olhar para o norte e também é melhor ficar longe das luzes da cidade. Uma ejeção de massa coronal é uma explosão de material carregado do Sol que pode desencadear tempestades geomagnéticas quando atinge a atmosfera da Terra.

Espera-se que uma série de poderosas explosões de plasma quente provenientes do Sol causem uma poderosa aurora, com potencial para iluminar o céu noturno de Massachusetts.

a Assista à tempestade geomagnética O Serviço Meteorológico Nacional divulgou dados baseados em observações de quatro jatos de massa coronal nos últimos dias. O mais recente foi um clarão muito forte que irrompeu do sol na quarta-feira.

“À medida que esta energia se move em direção à Terra, temos a chance de ver a aurora boreal nas noites de quinta e sexta-feira”, disse o meteorologista do StormTeam 5, Mike Wankom. “A melhor chance será em direção ao Canadá, mas é possível ver algo tão ao sul quanto Mass Pike.”

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>> Recursos do StormTeam 5: Detalhes da previsão | Radar interativo

O céu sobre Massachusetts deve estar quase limpo na noite de quinta-feira e na manhã de sexta-feira, disse Wankum. Os observadores do céu devem olhar para o norte e também é melhor ficar longe das luzes da cidade.

Uma ejeção de massa coronal é uma explosão de material carregado do Sol que pode desencadear tempestades geomagnéticas quando atinge a atmosfera da Terra.

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Um sistema solar de seis planetas foi encontrado em perfeita sincronia na Via Láctea

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Um sistema solar de seis planetas foi encontrado em perfeita sincronia na Via Láctea

CABO CANAVERAL, Flórida – Astrônomos descobriram um raro sistema solar síncrono com seis planetas movendo-se como uma grande orquestra cósmica, intocado por forças externas desde o seu nascimento, há bilhões de anos.

A descoberta, anunciada quarta-feira, pode ajudar a explicar como os sistemas solares se originam na Via Láctea. Está localizado a 100 anos-luz de distância, na constelação Coma Berenice. Um ano-luz equivale a 5,8 trilhões de milhas.

Dois satélites caçadores de planetas – o Tess da NASA e o Chiopes da Agência Espacial Europeia – colaboraram nas observações.

Nenhum dos planetas com sincronização perfeita está dentro da chamada zona habitável da estrela, o que significa que há pouca possibilidade de vida, se houver, pelo menos como a conhecemos.

“Aqui temos um alvo de ouro” para comparação, disse Adrian Lelio, da Universidade de Genebra, que fez parte de uma equipa internacional que publicou os resultados na revista Nature.

Esta estrela, conhecida como HD 110067, pode ter mais planetas. Os seis planetas encontrados até agora têm aproximadamente duas a três vezes o tamanho da Terra, mas as suas densidades estão mais próximas das dos gigantes gasosos do nosso sistema solar. Suas órbitas variam de nove a 54 dias, o que o coloca mais próximo de sua estrela do que Vênus está do Sol e o torna muito quente.

Como planetas gasosos, pensa-se que tenham núcleos sólidos feitos de rocha, metal ou gelo, envoltos em espessas camadas de hidrogénio, segundo os cientistas. Mais observações são necessárias para determinar o que há em suas atmosferas.

Os cientistas disseram que este sistema solar é único porque os seis planetas se movem numa sinfonia completamente sincronizada. Tecnicamente, a ressonância é conhecida por ser “extremamente precisa e ordenada”, disse o co-autor Enrique Bali, do Instituto de Astrofísica das Ilhas Canárias.

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O planeta mais interno completa três órbitas para cada dois de seus vizinhos mais próximos. É o mesmo para o segundo e terceiro planetas mais próximos e para o terceiro e quarto planetas mais próximos.

Os dois exoplanetas completam as suas órbitas em 41 e 54,7 dias, resultando em quatro órbitas para cada três. Enquanto isso, o planeta mais interno completa seis órbitas ao mesmo tempo que o planeta externo completa uma.

Acredita-se que todos os sistemas solares, incluindo o nosso, tenham começado desta forma, segundo os cientistas. Mas estima-se que apenas um em cada 100 sistemas manteve esta sincronização, e o nosso não é um deles. Planetas gigantes podem tirar as coisas do lugar. O mesmo se aplica a bombardeios de meteoritos, colisões próximas com estrelas próximas e outras perturbações.

Embora os astrónomos conheçam entre 40 e 50 sistemas solares síncronos, nenhum deles tem tantos planetas num movimento tão perfeito ou uma estrela tão brilhante como este, disse Paley.

Hugh Osborne, da Universidade de Berna, que fazia parte da equipa, ficou “chocado e encantado” quando os períodos orbitais dos planetas neste sistema estelar se aproximaram do que os cientistas esperavam.

“Meu queixo estava no chão”, disse ele. “Esse foi um momento realmente lindo.”

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