Ptychography, Cara Ilmuwan Mengambil Gambar Atom Resolusi Tinggi

Gambar atom yang difoto tim David Muller (Foto: Cornell University)

Uzone.id - Peneliti Cornell University memecahkan rekor karena berhasil mengambil foto atom beresolusi tinggi yang menakjubkan.

Lensa makro adalah alat fotografi yang luar biasa karena memungkinkan kamu melihat dunia di sekitar kamu dengan lebih detail dan dengan cara baru yang segar.

Namun, bagaimana jika kamu melihat lebih dekat lagi hingga melihat bentuk atom sebenarnya?

Inilah yang dilakukan tim peneliti yang dipimpin oleh David Muller di Cornell University.

Pada tahun 2018, para peneliti di Cornell membangun detektor bertenaga tinggi, yang ketika dikombinasikan dengan proses berbasis algoritme yang disebut ptychography, menangkap gambar atom dengan resolusi tiga kali lipat dari mikroskop elektron canggih.

Tiga tahun kemudian, Muller, Profesor Teknik Samuel B. Eckert di Universitas Cornell, memimpin penelitian dengan detektor yang lebih mengesankan.

BACA JUGA: Berkaca dari Rachel Vennya, Ini Tips Mencegah Doxing

Makalah tim berjudul "Electron Ptychgraphy Achieves Atomic-Resolution Limits Set by Lattice Vibrations (Ptychgraphy Elektron Mencapai Batas Resolusi Atom yang Ditetapkan oleh Getaran Kisi)" menguraikan detektor susunan piksel mikroskop elektron (EMPAD) baru yang mencakup algoritma rekonstruksi yang lebih canggih.

Kombinasi EMPAD dan algoritme disetel dengan sangat halus sehingga satu-satunya pengaburan atom dalam gambar adalah karena 'goyangan termal' atom.

"Ini tidak hanya membuat rekor baru," kata Muller, "ini telah mencapai rezim yang secara efektif akan menjadi batas akhir untuk resolusi.

Menurutnya, kita pada dasarnya sekarang bisa mengetahui di mana atom berada dengan cara yang sangat mudah.

Hal itu membuka banyak kemungkinan pengukuran baru dari hal-hal yang sudah lama ingin mereka lakukan.

"Ini memecahkan masalah lama - menghilangkan hamburan berganda dari sinar dalam sampel, yang dibuat oleh Hans Bethe pada tahun 1928 - yang telah menghalangi kamu untuk melakukan hal ini di masa lalu," ujar Muller.

Bagaimana cara kerja Ptychography?

Ptychography bekerja dengan memindai pola hamburan yang tumpang tindih dari sampel material dan mencari perubahan di wilayah yang tumpang tindih, menurut David Nutt dari Cornell University.

"Kami mengejar pola bintik yang sangat mirip dengan pola laser yang sama-sama membuat kucing terpesona," ujar muler."Dengan melihat bagaimana pola berubah, kita bisa menghitung bentuk objek yang menyebabkan pola tersebut."

Sedangkan fotografer tradisional biasanya bertujuan untuk mencapai fokus yang sempurna, saat mengambil gambar ke atom, ini lebih baik EMPAD yang sedikit tidak fokus.

Hal itu memungkinkan tim untuk menangkap rentang data yang lebih luas, yang kemudian bisa direkonstruksi lewat algoritme kompleks untuk membuat gambar akhir, presisi dan tajam. Gambar tepat hingga sepertriliun meter atau pikometer.

Dengan algoritma baru ini, tim Muller sekarang bisa mengoreksi semua keburaman mikroskop ke titik di mana faktor pengaburan terbesar yang tersisa adalah fakta bahwa atom itu sendiri bergoyang.

"Karena itulah yang terjadi pada atom pada suhu terbatas," kata Muller.