На сайте Phys.org размещена интересная статья "Researchers find the key to overcome limits in X-ray microscopy" - "Исследователи нашли ключ к преодолению ограничений в рентгеновской микроскопии".

Преимущество рентгеновских микроскопов заключается в том, что они проникают в большинство веществ, поэтому внутренние органы и скелеты можно наблюдать неинвазивно с помощью рентгенографии грудной клетки или компьютерной томографии. В последнее время активно ведутся исследования по увеличению разрешения рентгеновской техники визуализации, чтобы точно наблюдать внутреннюю структуру полупроводников и аккумуляторов на наноуровне.

Совместная исследовательская группа южнокорейских ученых - физического факультета KAIST (Korea Advanced Institute of Science and Technology) и ускорительной лаборатории Пхохана (Pohang Accelerator Laboratory - PAL) - преуспела в разработке базовой технологии, которая может преодолеть ограничения разрешения существующих рентгеновских микроскопов.

Рентгеновские наномикроскопы не имеют преломляющих линз. Здесь вместо линзы используется круглая решетка, называемая концентрической зонной пластинкой. Разрешение изображения, полученного с помощью зонной пластины, определяется качеством наноструктуры, из которой состоит пластина. Есть несколько трудностей в изготовлении и обслуживании этих наноструктур, которые ограничивают уровень разрешения для рентгеновской микроскопии.

Ученые разработали новую технологию рентгеновской наномикроскопии для решения этой проблемы. Созданная рентгеновская линза имеет множество отверстий, пробитых в тонкой вольфрамовой пленке. Она генерирует случайные дифракционные картины за счет дифрагирования падающих рентгеновских лучей. Исследователи математически определили, что, как это ни парадоксально, информация образца с высоким разрешением полностью содержится в этих случайных дифракционных картинах, и так фактически удалось извлечь информацию и отобразить внутреннее состояние образцов. Разрешение изображения построенного образца не имеет прямой зависимости от размера рисунка, вытравленного на используемой случайной линзе. Основываясь на этой идее, исследовательской группе удалось получить изображения с разрешением 14 нм (примерно 1/7 размера коронавируса) с использованием случайных линз, выполненных по кругу диаметром 300 нм.

Все дальнейшие подробности см. в статье, которая находится в свободном доступе:

K.Lee et al, Direct high-resolution X-ray imaging exploiting pseudorandomness, Light: Science & Applications (2023). DOI: 10.1038/s41377-023-01124-3

Все фото сделаны в KAIST и PAL нашим собственным корреспондентом в научных учреждениях Кореи Алексеем Сытовым