Движение атомов отследили в 4D — Naked Science
Никита Шевцов

Движение атомов отследили в 4D

Команда ученых смогла визуализировать движение атомов в 4D-пространстве — трех пространственных измерениях и во времени.

snimok_ekrana_2019-06-27_v_19
©Wikipedia

Обычные переходы вещества из одного состояния в другое, такие как кристаллизация, плавление или испарение, начинаются с процесса, называемого нуклеацией, при котором крошечные скопления атомов или молекул («ядра») начинают сливаться. Нуклеация играет решающую роль в таких разнообразных явлениях, как образование облаков и начало нейродегенеративного заболевания.

 

Исследование команды из Колорадского университета в Боулдере и Университета Буффало зафиксировала движение атомов в 4D-пространстве, используя открытый недавно метод визуализации. Он называется атомно-электронной томографией. При измерении этим методом образец вращается в поле действия электронного микроскопа. Благодаря высокому разрешению микроскопа атомно-электронная томография создает сногсшибательные трехмерные изображения атомов внутри материала. 

 

В новом исследовании ученые сняли железо-платиновый сплав, сформированный в виде наночастиц, которые в 10 тысяч раз меньше человеческого волоса. Для того чтобы исследовать нуклеацию, научные работники нагрели наночастицы до 520 градусов Цельсия и делали изображения спустя девять, 16 и 26 минут. При этой температуре сплав претерпевает переход между двумя различными твердыми фазами. 

 

Хотя сплав выглядит одинаково невооруженным глазом в обоих состояниях, более тщательный осмотр показывает, что их кристаллические структуры отличаются друг от друга. После нагревания смешанное химическое состояние переходит в более упорядоченное — с чередующимися слоями атомов железа и платины. 

 

Полученные результаты оказались удивительными, так как противоречат классической теории нуклеации, которая гласит, что ядра совершенно круглые. Ученые выяснили, что ядра образовались неправильной формы. Теория также предполагает, что ядра имеют острую границу. Вместо этого исследователи заметили, что в центре каждого ядра имеется упорядоченная фаза, а по ее краям — смесь двух фаз.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Вчера, 09:28
Сергей Васильев

Окаменелости возрастом более 3,4 миллиарда лет могут быть остатками микробов-архей, живших и выделявших метан у гидротермальных источников на дне ископаемого моря.

Вчера, 20:52
Мария Азарова

Проект назвали в честь Галилео Галилея — итальянского ученого эпохи Возрождения, который задействовал разработанный им телескоп для наблюдения за астрономическими объектами, такими как луны Юпитера, кратеры спутника Земли и кольца Сатурна. Пока программа получила финансирование в 1,75 миллиона долларов, но возглавляющий ее профессор Ави Леб надеется на большее.

Вчера, 21:44
Василий Парфенов

Винтокрылый дрон Ingenuity продолжает демонстрировать свою исключительную пользу в качестве инструмента для изучения Марса. Он совершил уже десятый полет, преодолев в сумме 1838 метров, а также разогнался до рекордной скорости и поднялся на впечатляющую высоту.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

25 июля
Мария Азарова

Ученые подтвердили связь между коронавирусной инфекцией и снижением когнитивных способностей на основе анализа данных более чем 81 тысячи человек.

Вчера, 09:28
Сергей Васильев

Окаменелости возрастом более 3,4 миллиарда лет могут быть остатками микробов-архей, живших и выделявших метан у гидротермальных источников на дне ископаемого моря.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

13 июля
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

8 июля
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: