[ad_1]

میکروسکوپ اشعه ایکس کوانتوم در حال آزمایش در آزمایشگاه بروخاون

تفسیر هنرمند از تصاویر ارواح. در این روش تحقیق ، دانشمندان یک اشعه ایکس (که توسط یک خط صورتی ضخیم نشان داده می شود) را به دو جریان فوتون درهم (خطوط نازک صورتی) تقسیم می کنند. فقط یکی از این جریانهای فوتونی از طریق نمونه علمی عبور می کند (که توسط دایره روشن نشان داده می شود) ، اما هر دو اطلاعات را جمع آوری می کنند. با تقسیم پرتو ، نمونه آزمایش فقط در معرض بخشی از دوز اشعه X قرار می گیرد. اعتبار: آزمایشگاه ملی بروخاون

دانشمندان آزمایشگاه ملی بروخاون وزارت انرژی ایالات متحده (DOE) ساخت میکروسکوپ اشعه ایکس با تقویت کوانتوم را در منبع نور ملی سنکروترون II (NSLS-II) آغاز کرده اند. این میکروسکوپ پیشگامانه و پشتیبانی شده توسط وزارت تحقیقات زیست شناختی و زیست محیطی DOE ، به محققان امکان می دهد از مولکولهای زیستی مانند هرگز قبلی تصویر برداری کنند.

NSLS-II تسهیلات استفاده از دفتر علوم DOE است ، جایی که محققان از اشعه ایکس قدرتمند برای دیدن “ساختار” ، ترکیب شیمیایی و الکترونیکی مواد تا مقیاس اتمی استفاده می کنند. نور فوق العاده درخشان این مرکز اکنون امکان کشف در زیست شناسی را فراهم می کند و به محققان کمک می کند تا ساختارهای پروتئینی را برای آگاهی از طراحی دارو در مورد بیماری های مختلف کشف کنند – فقط یک نمونه را ذکر می کنند.

اکنون ، با استفاده از خواص کوانتومی اشعه X ، محققان NSLS-II قادر خواهند بود بدون کاهش وضوح ، از مولکول های زیستی حساس تر استفاده کنند. در حالی که قدرت نفوذ بالای اشعه ایکس وضوح تصویر بسیار خوبی را امکان پذیر می کند ، این نور قدرتمند همچنین می تواند به برخی از نمونه های بیولوژیکی مانند سلول های گیاهی ، ویروس ها و باکتری ها آسیب برساند. اشعه ایکس با دوز کم ممکن است این نمونه ها را حفظ کند ، اما وضوح تصویر کاهش می یابد.

شان ماکسوینی ، مدیر برنامه زیست شناسی ساختاری در NSLS-II گفت: “اگر بتوانیم میکروسکوپ اشعه ایکس با کوانتوم تقویت کنیم ، می توانیم مولکول های زیستی را با وضوح بسیار بالا و اشعه X بسیار کم ترسیم کنیم.”

کوانتومی افزایش میکروسکوپ اشعه ایکس در NSLS-II این ترکیب قابل توجهی از قابلیت از طریق یک روش تجربی به نام شبح نگاری دست یابد. در مقایسه با روشهای معمول تصویربرداری اشعه ایکس ، که یک پرتو فوتون (ذرات نور) را از طریق یک نمونه و به یک ردیاب می فرستد ، تصاویر شبح نیاز به تقسیم اشعه ایکس به دو جریان فوتونهای درهم تنیده دارند – فقط یکی از نمونه عبور می کند ، اما هر دو اطلاعات را جمع می کنند.

آندری فلوراسو ، دانشمند برجسته اشعه در NSLS-II ، گفت: “یک جریان از طریق نمونه عبور می کند و توسط آشکارساز جمع آوری می شود که فوتون ها را با وضوح خوب ثبت می کند ، در حالی که جریان دیگر فوتون ها ، جهت دقیق انتشار فوتون ها را رمزگذاری می کند.” خط منشعب پراکندگی اشعه ایکس (CHX) ، جایی که میکروسکوپ توسعه می یابد. “به نظر جادویی می رسد. اما با محاسبات ریاضی ، ما قادر به مقایسه اطلاعات دو پرتو خواهیم بود.”

با تقسیم پرتو ، نمونه آزمایش فقط در معرض بخشی از دوز اشعه X قرار می گیرد. و از آنجا که فوتونهایی که از طریق نمونه عبور نمی کنند با فوتونهایی که عبور می کنند ارتباط دارند ، وضوح اشعه ایکس با دوز کامل حفظ می شود.

تکنیک های تصویربرداری شبح با کمک فوتون ها در نور مرئی با موفقیت توسعه یافته اند ، اما ترجمه این روش به نور اشعه ایکس یک موفقیت بزرگ علمی خواهد بود.

میکروسکوپ پرتوی ایکس کوانتومی در آزمایشگاه بروکهاون در پرتوی CHX از NSLS-II CHX در حال تولید است ، که به دلیل توانایی آن در دستکاری انسجام منبع اشعه X انتخاب شده است و به دانشمندان امکان می دهد آزمایشات تصویربرداری شبح را در صورت لزوم تنظیم کنند. تنظیمات CHX موجود نیز به اندازه کافی انعطاف پذیر بود تا بتواند تجهیزات جدید و پیشرفته ای مانند تقسیم پرتو و آشکارساز جدید را نیز در خود جای دهد. NSLS-II برای ادغام این ابزارهای پیچیده با فیزیکدانان آزمایشگاه بروخاون و دانشگاه استونی بروک همکاری خواهد کرد.

آندره نومروتسکی ، فیزیکدان بروخاون گفت ، “این اندازه گیری ها به آشکارسازهای تصویر با بهترین وضوح زمانی ممکن نیاز دارند” و این چیزی است که ما قبلاً برای آزمایش های فیزیک با انرژی بالا ، پروژه های علوم اطلاعات کوانتومی مانند ستاره شناسی کوانتومی و سریع از آن استفاده می کنیم. تصاویر نوری ‘.

اشعه X تیم پروژه میکروسکوپ کوانتومی نیز با بروکهاون علوم محاسباتی ابتکار (CSI) برای تجزیه و تحلیل داده ها همکاری کنند. بخش بیولوژیکی آزمایشگاهی است با NSLS-II همکاری برای طراحی آزمایشات که با استفاده از قابلیت های پیشرفته از این میکروسکوپ.

ماكسوینی گفت: “زیست شناسان ما در بروكاون خوشحال هستند كه با این ابزار جدید می توانند مسائل پیچیده ای را برای ما حل كنند.” “با مشارکت فیزیک ، زیست شناسی و CSI ، ما یک تیم عالی برای این پروژه نوآورانه جمع کرده ایم.”

جان شنکلین ، رئیس آزمایشگاه زیست شناسی ، گفت: “رابطه کاری قوی بین زیست شناسان و NSLS-II مشکلات علمی و توانایی های پیشرفته دنیای واقعی را با هم ترکیب می کند و راه حل های پیشرفته ای را برای مشکلات مربوط به ماموریت DOE ارائه می دهد.” “این یک موقعیت برنده است.”

این تیم قصد دارد طی دو یا سه سال آینده به تدریج ویژگی های جدید را در پرتو CHX ادغام کند. این پروژه پس از نمایش تصاویر شبح گونه از اشیا size با اندازه میکرون با رزولوشن کمتر از 10 نانومتر که با هدف 2023 انجام می شود ، به پایان می رسد.


میکروسکوپ اشعه ایکس را 10 برابر سریعتر انجام دهید


تهیه شده توسط آزمایشگاه ملی بروخاون

نقل قول: میکروسکوپ اشعه ایکس کوانتوم در حال توسعه (2020 ، 23 نوامبر) در 23 نوامبر 2020 از https://phys.org/news/2020-11-quantum-x-ray-microscope.html بارگیری شد.

این برگه یا سند یا نوشته تحت پوشش قانون کپی رایت است. به جز هر معامله عادلانه ای به منظور معاینه خصوصی یا تحقیق ، هیچ بخشی بدون اجازه کتبی قابل تولید نیست. این محتوا فقط برای اطلاع رسانی ارائه شده است.



[ad_2]

منبع: moshaverh-news.ir