Spredt lys viser klare strukturer

Forskere får et indblik i atomer og molekylers fascinerende verden ved hjælp af røntgenmikroskoper. Banebrydende forskning af fysikere ved Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU), Deutsches Elektronen Synchrotron (DESY) i Hamborg, og University of Hamburg har banet vejen mod nye billeddannelsesteknikker. Forskerteamet har med succes udviklet og testet en metode, der er betydeligt mere effektiv end konventionelle procedurer. Forskernes fund er for nylig blevet offentliggjort i Naturfysik .

Konventionelle metoder, forskere bruger til at bestemme strukturen af ​​krystaller og mineraler, er baseret på den sammenhængende spredning af lys. Med andre ord, lysbølger rammer en struktur og afbøjes, men fortsæt med at svinge, uden at deres mønster af kamme og trug er forvrænget eller afbrudt på nogen måde. Hvis et tilstrækkeligt antal af disse fotoner kan måles med en detektor, opnås et karakteristisk diffraktionsmønster, som kan bruges til at udlede mønsteret af spredte atomer eller krystalstrukturen.

De fleste lysbølger, imidlertid, er spredt usammenhængende, det er bølgemønstre for de udgående bølger ikke længere er direkte i forhold til de indgående bølger, da lyset reflekteres fra de atomer, det rører som fluorescerende lys. Resultatet er diffust baggrundslys, som forskere indtil nu har troet ikke var egnet til billeddannelse, have en negativ effekt på nøjagtigheden af ​​metoden.

Dette usammenhængende spredte lys, imidlertid, er netop det, der nu er blevet brugt til at analysere en struktur. På DESY, forskerne har med succes skabt et billede af en sekskantet, mikrometer størrelse struktur i form af en benzenring. Den grundlæggende teknik bag denne procedure er ikke ny. Robert Hanbury Brown og Richard Q. Twiss brugte usammenhængende lys til at bestemme stjernernes diameter allerede i 1956. Forskergruppen fra Erlangen og Hamburg har nu forfinet denne metode, bruge den til at analysere mikroskopiske strukturer.

Den innovative metode har en afgørende fordel. 'Jo mindre strukturer der skal afbildes, jo større andel af usammenhængende spredt lys, 'forklarer hovedforfatteren af ​​undersøgelsen, Raimund Schneider fra FAU. 'Selvom dette udgør sammenhængende billeddannelse, der øger problemer med intensitet, vores metode har faktisk godt af det. ' Den nye metode har potentiale til at opnå en betydelig forbedring i analysen af ​​strukturer inden for biologi og medicin.