Новый метод лазерной микроскопии ученых ИТМО упростит изучение материалов в наномасштабе
Физики Университета ИТМО предложили новый метод лазерной микроскопии, основанный на эффекте комбинационного рассеяния. Он позволит ускорить и упростить изучение состава различных веществ в наномасштабе.
Статья опубликована в новом журнале Advanced Photonics Research международного издательства John Wiley & Sons. Различные методики оптической микроскопии позволяют визуализировать наноструктуры и происходящие в них процессы.
Например, можно узнать, как разрываются связи в молекулах белка при нагреве или как ведут себя жизненно необходимые компоненты клетки, органеллы, при воздействии света. Для этого мощным лазером светят на исследуемый объект. Он переизлучает свет на новых частотах, который рассеивается и фиксируется специальным прибором — спектрометром.
«Чтобы усилить при микроскопии сигнал вещества с уникальным оптическим спектром, облучение проводится вблизи оптически резонансных наноструктур. Наши коллеги используют металлические зонды для сбора рассеянного сигнала, которые располагаются в нескольких десятках нанометрах от структуры. Однако такая “ближнепольная” методика достаточно затратная по времени. Также она чувствительна к механическим вибрациям, что ограничивает область ее применения», — рассказывает ведущий научный сотрудник Нового физтеха Университета ИТМО Сергей Макаров.
Ученые ИТМО предложили более удобный способ оптической микроскопии с использованием комбинационного рассеяния. По спектральным особенностям и усилению интенсивности этого эффекта можно проще и быстрее анализировать свойства наноструктур или химический состав соединений. «Мы взяли три кремниевых нанодиска и расположили их углом, за счет чего электромагнитное поле между обучаемыми частицами внутри “треугольника” заметно усилилось.
Благодаря комбинационному рассеянию отпала необходимость держать источник вблизи от кремниевых частиц, как, например, зонд в ближнепольной спектроскопии. И точность исследования не падает. Наблюдая за изменением частоты света, мы можем не только видеть, где именно в пространстве находится искомое соединение, но и определять его состав», — объясняет руководитель проекта, инженер Нового Физтеха Георгий Зограф.
Авторы проекта отметили, что полученные результаты соответствовали теоретическим расчетам лучше, чем стандартная «ближнепольная» оптическая микроскопия. Ученые провели множество измерений от различных наноструктур и поляризаций, чтобы достичь уверенности в эффективности и универсальности нового метода для дальнейшего применения.
Telegram 
Дзен 
VK Одной из главных анатомических особенностей эволюции рода Homo считается резкое увеличение объема черепной коробки за последние примерно два миллиона лет. За это время она в среднем увеличилась в три раза. Однако авторы нового исследования поставили под сомнение традиционную гипотезу, согласно которой этот процесс был результатом естественного отбора. По их мнению, он мог оказаться случайностью.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
Астробиологи с помощью сложных трехмерных климатических моделей доказали, что растительная жизнь на Земле способна просуществовать еще около 1,8 миллиарда лет. Это значительно дольше, чем предсказывали предыдущие расчеты.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
В 2025 году детекторы гравитационных волн уловили потенциальное слияние черных дыр крайне малой массы. Ученые из Университета Майами считают, что участники того события могут открыть новое направление в исследовании темной материи.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно