ओहियो विश्वविद्यालय और इलिनोइस विश्वविद्यालय के वैज्ञानिक एक्स-रे तकनीक के उपयोग के लिए एकल परमाणु की आश्चर्यजनक छवि प्राप्त करने में सक्षम थे। यह में बताया गया है प्रेस विज्ञप्ति ओहियो विश्वविद्यालय।
1800 के अंत में एक्स-रे की खोज के बाद से, वे कई क्षेत्रों में एक महत्वपूर्ण उपकरण बन गए हैं। यह बहुत उच्च ऊर्जा और लघु तरंग दैर्ध्य के साथ विद्युत चुम्बकीय विकिरण का एक प्रकार है, और पदार्थ को भेदने की इसकी क्षमता चिकित्सा, सामग्री विज्ञान, पुरातत्व और खगोल भौतिकी में इमेजिंग के लिए बीम को बहुत उपयोगी बनाती है।
पारंपरिक एक्स-रे पहचान विधियां, हालांकि, पता लगाने योग्य संकेत उत्पन्न करने के लिए नमूने में कई परमाणुओं के साथ एक्स-रे की बातचीत पर भरोसा करती हैं। यह इस तथ्य के कारण है कि एक परमाणु द्वारा उत्पन्न संकेत बेहद कमजोर है, इसलिए इसे पृष्ठभूमि शोर से अलग करना मुश्किल है।
एक्स-रे द्वारा रोशन की जा सकने वाली सबसे छोटी राशि के लिए पिछला बेंचमार्क 10 परमाणु था, और उसकी तुलना में यह उपलब्धि क्रांतिकारी है। यह संभावित रूप से वैज्ञानिकों और शोधकर्ताओं द्वारा सामग्रियों की खोज के तरीके में क्रांति ला सकता है। अपने अध्ययन के लिए, वैज्ञानिकों ने लोहे और टेरबियम के एक परमाणु को चुना।
पारंपरिक एक्स-रे डिटेक्टरों को सिंक्रोट्रॉन एक्स-रे स्कैनिंग टनलिंग माइक्रोस्कोपी (एसएक्स-एसटीईएम) के साथ मिलकर एक तेज धातु की नोक के साथ संशोधित किया गया था, जो मुख्य रूप से नैनोस्केल इमेजिंग और सामग्री लक्षण वर्णन के लिए उपयोग किया जाता है, व्यक्तिगत परमाणुओं से एक्स-रे-उत्तेजित इलेक्ट्रॉनों का पता लगाने के लिए।
सीधे शब्दों में कहें, एसएक्स-एसटीईएम वैज्ञानिकों को सामग्री में तत्वों को देखने और इसकी रासायनिक संरचना को समझने के लिए एक्स-रे का उपयोग करने की अनुमति देता है। यह परमाणु के नाभिक में इलेक्ट्रॉनों को उत्तेजित (या सक्रिय) करके होता है। जब इलेक्ट्रॉन एक्स-रे को अवशोषित करते हैं और उत्तेजित होते हैं, तो वे एक अद्वितीय फिंगरप्रिंट बनाते हैं। इस छाप के लिए धन्यवाद, वैज्ञानिक अध्ययन सामग्री में मौजूद तत्वों के प्रकार का निर्धारण करते हैं।
टीम ने पाया कि एक्स-रे अवशोषण स्पेक्ट्रा ने लौह और टेरबियम परमाणुओं के अनुरूप अद्वितीय हस्ताक्षर प्रकट किए। वैज्ञानिकों ने परमाणुओं की रासायनिक अवस्थाओं को चिह्नित करने के लिए एक्स-रे रेजोनेंस टनलिंग (एक्स-ईआरटी) पद्धति का भी इस्तेमाल किया और लोहे के प्रमुख परमाणु की खोज की।
दिलचस्प बात यह है कि शोधकर्ताओं ने देखा कि एक्स-रे सिग्नल का पता तभी लगाया जा सकता है जब विशेष टिप को परमाणु के करीब रखा गया हो। इसने पुष्टि की कि पहचान अत्यधिक स्थानीयकृत थी और शोधकर्ताओं के लिए रुचि के परमाणु पर केंद्रित थी, जिससे परमाणु के गुणों और व्यवहार के विस्तृत लक्षण वर्णन और विश्लेषण की अनुमति मिली।
"यह उपलब्धि एक परमाणु के एक्स-रे हस्ताक्षर को प्रकट करने के लिए क्वांटम सुरंग प्रक्रिया के साथ सिंक्रोट्रॉन एक्स-रे विकिरण को जोड़ती है और सिंक्रोट्रॉन एक्स-रे का उपयोग करके केवल एक परमाणु के क्वांटम और चुंबकीय गुणों का अध्ययन करने सहित अनुसंधान की कई रोचक रेखाएं खोलती है। विकिरण," वैज्ञानिक रिपोर्ट करते हैं।
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