Pesquisadores da Universidade do Arizona, nos EUA, desenvolveram o microscópio eletrônico mais rápido do mundo, capaz de capturar eventos em um intervalo de um attossegundo, a menor fração de tempo já registrada – que corresponde a um quintilionésimo de segundo.
Pulsos nessa escala de tempo produzem uma sequência de imagens, como os quadros de um filme. No entanto, os cientistas ainda não conseguiam observar as reações e mudanças que ocorrem em um elétron entre esses quadros.
Descrito em um artigo publicado esta semana na revista Science Advances, esse avanço na tecnologia de microscopia utiliza lasers para criar feixes de elétrons pulsados. Com feixes de duração de apenas alguns attosegundos, o novo dispositivo permite capturar movimentos de elétrons com precisão sem precedentes.
Cortesia de Amee Hennig
Novo microscópio captura movimento dos elétrons em detalhes nunca antes observados
Os microscópios eletrônicos ultrarrápidos que usam esses princípios foram desenvolvidos pela primeira vez na década de 2000, mas, até então, feixes de elétrons não conseguiam registrar movimentos tão velozes, resultando em perda de informações. Agora, com a duração dos feixes igualada ao movimento dos elétrons, é possível observar esses fenômenos em detalhes.
“O novo microscópio eletrônico é como uma câmera de última geração para a ciência”, explicou Mohammed Hassan, professor associado de física e ciências ópticas e autor principal do estudo, em um comunicado. “Com ele, podemos ver o que antes era invisível, como o comportamento dos elétrons. Esperamos que isso ajude a comunidade científica a entender melhor a física quântica e o movimento dos elétrons”.
Isso representa um avanço significativo na pesquisa de attossegundos, um campo reconhecido com o Prêmio Nobel de Física no ano passado, concedido a Pierre Agostini, Ferenc Krausz e Anne L’Huillier. Apesar do progresso, a área ainda é jovem e promissora. “Ainda estamos nos estágios iniciais e explorando o básico. A ideia é começar a controlar os elétrons e, possivelmente, influenciar processos químicos e biológicos no futuro,” comentou L’Huillier em entrevista ao site IFLScience.
A nova tecnologia combina pulsos de luz ultracurtos com feixes de elétrons, sincronizados com precisão para permitir a observação de processos ultrarrápidos em nível atômico. “A resolução temporal tem sido um objetivo de longo prazo na microscopia eletrônica. Agora, pela primeira vez, conseguimos alcançar a resolução de attossegundos com nosso microscópio, que chamamos de ‘attomicroscopia’,” explica Hassan. “Podemos agora observar o movimento dos elétrons em detalhes nunca antes vistos”.