برای گرفتن عکس، بهترین دوربین های دیجیتال موجود در بازار سرعت شاتری در حدود یک چهار هزارم ثانیه دارند ولی برای گرفتن عکس از فعالیت اتمی، به شاتری نیاز دارید که خیلی سریعتر کلیک کند.
به گزارش سیناپرس، با در نظر گرفتن این موضوع، دانشمندان از روشی برای دستیابی به سرعت شاتر که تنها یک تریلیونم ثانیه یا ۲۵۰ میلیون برابر سریعتر از دوربین‌های دیجیتال است، رونمایی کرده اند. این سرعت باعث می شود که دوربین بتواند چیزی بسیار مهم در علم مواد مانند اختلال پویا را به تصویر بکشد.
به عبارت ساده، زمانی است که خوشه‌های اتم در یک ماده به روش‌های خاصی در یک دوره معین حرکت کرده و می جنبند. این پدیده ای نیست که هنوز به طور کامل آن را درک کنیم، اما برای خواص و واکنش های مواد بسیار مهم است.
سیستم جدید سرعت شاتر فوق سریع، بینش بسیار بیشتری را در مورد آنچه که در مورد اختلال پویا اتفاق می افتد به ما می دهد. محققان از اختراع خود به عنوان شاتر تابع توزیع جفت اتمی متغیر یا به اختصار vsPDF یاد می کنند.
سیمون بیلینگه (Simon Billinge) دانشمند مواد از دانشگاه کلمبیا در نیویورک گفت: تنها با این ابزار جدید است که می توانیم واقعاً آن سوی مواد را ببینیم. با این تکنیک، ما می توانیم یک ماده را تماشا کنیم و ببینیم کدام اتم‌ها در جنبش هستند و کدام‌ها حرکت ندارند.
بیلینگه توضیح می دهد: سرعت شاتر بیشتر، عکس لحظه ای دقیق تری از زمان می گیرد که برای اجسامی مانند اتم‌هایی که به سرعت تکان می خورند و به سرعت در حال حرکت هستند، مفید است.
تکنیک شاتر تابع متغیر برای دستیابی به عکس سریع شگفت انگیز خود، به جای تکنیک‌های عکاسی مرسوم از نوترون‌ها برای اندازه گیری موقعیت اتم‌ها استفاده می کند. نحوه برخورد نوترون‌ها و عبور آنها از یک ماده را می توان برای اندازه گیری اتم‌های اطراف، با تغییراتی در سطوح انرژی که معادل تنظیم سرعت شاتر است، ردیابی کرد.
این تغییرات در سرعت شاتر و همچنین سرعت شاتر یک تریلیونم یک ثانیه قابل توجه است: این تغییرات در تشخیص اختلال دینامیکی از اختلال استاتیکی مرتبط، حیاتی هستند.
بیلینگه می گوید: این موضوع روشی کاملاً جدید به ما می دهد تا پیچیدگی‌های آنچه را که در مواد می گذرد و جلوه‌های پنهانی که می تواند ویژگی‌های مواد را افزایش می دهد، درک کنیم.
در این مورد، محققان دوربین نوترونی خود را بر روی ماده ای به نام تلورید ژرمانیوم (GeTe) انتحان کردند که به دلیل ویژگی‌های خاص آن به طور گسترده برای تبدیل گرمای هدر رفته به برق یا الکتریسیته استفاده می شود.
دوربین نشان داد که GeTe به طور متوسط در تمام دماها مانند یک کریستال ساختار یافته است. اما در دماهای بالاتر، اختلال دینامیکی بیشتری را نشان می دهد، جایی که اتم‌ها حرکت را به انرژی حرارتی تبدیل می کنند که با شیبی مطابق با جهت قطبش الکتریکی خود به خودی ماده مطابقت دارد.
به گزارش سیناپرس، بیلینگه در خاتمه اضافه می کند: درک بهتر این ساختارهای فیزیکی، دانش ما را در مورد نحوه عملکرد ترموالکتریک بهبود می بخشد و ما را قادر می سازد مواد و تجهیزات بهتری را مانند ابزارهایی که به مریخ نوردها نیرو می دهند، توسعه دهیم.
شرح کامل این تحقیق در مجله تخصصی Nature Materials منتشر شده است.
مترجم: فاطمه امینی
No tags for this post.