Новый микроскоп изучает, не разрушая

Электронные микроскопы – самый мощный тип устройств, которые способны различать даже отдельные атомы. Однако эти микроскопы не могут использоваться для отображения живых клеток, т.к. электроны разрушают изучаемые образцы. Исследователи из Массачусетского технологического института предложили новую схему, которая позволит преодолеть данное ограничение на основе применения квантово-механической методики измерений, основанной на восприятии электронами объектов на расстоянии. При этом повреждения образцов можно избежать, т.к. электроны фактически не будут с ними сталкиваться.

Подобный неинвазивный электронный микроскоп позволит пролить свет на фундаментальные вопросы о жизни и материи и даст возможность исследователям наблюдать за молекулами внутри живой клетки, не разрушая ее. Результаты данного исследования опубликованы в издании Physical Review A — Rapid Communications. В случае успеха ученым удастся развенчать фундаментальное ограничение электронной микроскопии, выдвинутое в 1956 г. Нобелевским лауреатом Деннисом Габором: «разрушение объекта исследующим агентом».

В рамках предлагаемой квантово-механической системы электроны не поражают исследуемые объекты напрямую. Вместо этого электроны движутся по одному из двух витков, расположенных один над другим. При этом витки находятся достаточно близко друг к другу и электроны могут легко перескакивать с одного витка на другой. Указанная система поэтапно сканирует образец, а затем создается полная картинка. Для полноценной работы новой системы необходимо разрешить ряд технических задач, в частности, устранить возможное взаимодействие визуализирующих электронов с электронами металлических деталей микроскопа. Однако, по мнению ученых, уже в скором будущем им удастся создать неинвазивный электронный микроскоп с разрешением несколько нанометров.