Bild av undersökt hexagonal bensenringstruktur tagen med ett elektronmikroskop. Till höger:Rekonstruerad bild av bensenringens struktur tagen med den innovativa metoden baserad på inkoherent ljus. I framtiden, denna metod skulle kunna användas för att få bilder av enskilda atomer med en ännu högre upplösning med kortvågsröntgen. Kreditera: Naturfysik
Forskare får en inblick i den fascinerande världen av atomer och molekyler med hjälp av röntgenmikroskop. Banbrytande forskning av fysiker vid Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU), Deutsches Elektronen Synchrotron (DESY) i Hamburg, och universitetet i Hamburg har banat väg för nya bildtekniker. Teamet av forskare har framgångsrikt utvecklat och testat en metod som är betydligt effektivare än konventionella procedurer. Forskarnas resultat har nyligen publicerats i Naturfysik .
Konventionella metoder som forskare använder för att bestämma strukturen hos kristaller och mineraler är baserade på den koherenta spridningen av ljus. Med andra ord, ljusvågor träffar en struktur och avleds, men fortsätter att svänga utan att deras mönster av toppar och dalar förvrängs eller avbryts på något sätt. Om ett tillräckligt antal av dessa fotoner kan mätas med en detektor, ett karakteristiskt diffraktionsmönster erhålls som kan användas för att härleda mönstret av spridda atomer eller kristallstrukturen.
De flesta ljusvågor, dock, är osammanhängande utspridda, det vill säga vågmönstren för de utgående vågorna är inte längre direkt i relation till de inkommande vågorna eftersom ljuset reflekteras från de atomer det berör som fluorescerande ljus. Resultatet är diffust bakgrundsljus som forskare hittills har trott inte var lämpligt för avbildning, har en negativ effekt på metodens noggrannhet.
Detta osammanhängande spridda ljus, dock, är just det som nu har använts för att analysera en struktur. På DESY, forskarna skapade framgångsrikt en bild av en sexkantig, mikrometerstor struktur i form av en bensenring. Den grundläggande tekniken bakom denna procedur är inte ny. Robert Hanbury Brown och Richard Q. Twiss använde osammanhängande ljus för att bestämma stjärnornas diameter så tidigt som 1956. Teamet av forskare från Erlangen och Hamburg har nu förfinat denna metod, använder den för att analysera mikroskopiska strukturer.
Den innovativa metoden har en avgörande fördel. "Ju mindre strukturer som ska avbildas, ju större andel osammanhängande spritt ljus, ' förklarar huvudförfattaren till studien, Raimund Schneider från FAU. "Även om detta utgör en sammanhängande bildbehandling, ökar problemen med intensitet, vår metod drar faktiskt nytta av det.' Den nya metoden har potential att uppnå en betydande förbättring av att analysera strukturer inom biologi och medicin.
