骨折を経験したことがある人なら誰でも、すでに X 線技術に触れたことがあるでしょう。これにより、すべての骨と椎骨の画像が作成され、骨折をすぐに特定できます。しかし、1895 年にヴィルヘルム・コンラート・レントゲンによって発見された放射線は、さまざまな原子の検査など、物理学でも使用されています。研究者たちは現在、この分野で画期的な進歩を遂げています。
原子の X 線照射も個別に機能するようになりました
物理学者のトルロペ・M・アジャイ率いるチームは、単一の原子をX線で撮影することに成功した。一見平凡に聞こえることでも、科学的には非常に重要です。 「X線による特性評価には多数の原子が必要であり、材料の量を減らすことが長年の目標です」と研究者らは研究の中で説明している。
これまで、走査型プローブ顕微鏡によってさまざまな原子の画像化が可能でしたが、その原子が何でできているかを知る唯一の方法はX線でした。ただし、明確な洞察は、原子を分離できる場合、つまり個別に観察できる場合にのみ得られます。
この目的のために、研究者らは鉄とテルビウムの原子を使った実験を実施した。 X線装置には特別な先端が装備されており、それが個々の原子を指しました。このようにして、彼らは励起電流を特定し、「単一原子の指紋」を調べることができました。エッジ付近の X 線吸収信号を使用して原子の化学状態を導き出すことも可能でした。
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研究者たちは科学の進歩を祝う
「我々の研究は、シンクロトロンX線と量子トンネリングプロセスを組み合わせ、究極の単一原子限界における材料の元素特性と化学特性の同時特性評価のための将来のX線実験の扉を開く」と研究者らは成果を要約している。
彼らは現在、技術を改良するためにさらにX線実験を実施したいと考えている。応用分野は材料科学や医学などにあります。複雑な物質を差別化した方法で観察して個々の原子の化学的特性を明らかにできれば、これまで不治の病の治療法を見つけることが可能になるでしょう。寄稿者のSaw-Wai Hla氏はプレスリリースで次のように説明しています。「この発見は世界を変えるでしょう。」
出典: オハイオ大学、「シンクロトロン X 線を使用したたった 1 つの原子の特性評価」(nature、2023 年 5 月)