ล้านล้านของกล้องความเร็วชัตเตอร์ที่สองทำให้เกิดความวุ่นวายในการดำเนินการ

ในการถ่ายภาพกล้องดิจิตอลที่ดีที่สุดในตลาดเปิดชัตเตอร์ของพวกเขาประมาณหนึ่งในสี่พันของวินาที

ในการถ่ายภาพกิจกรรมอะตอมคุณจะต้องมีชัตเตอร์ที่คลิกได้เร็วขึ้นมาก

นักวิทยาศาสตร์ได้เปิดเผยในใจในปี 2023วิธีการบรรลุความเร็วชัตเตอร์ซึ่งเป็นเพียงล้านล้านในวินาทีหรือเร็วกว่ากล้องดิจิตอลเหล่านั้น 250 ล้านเท่า นั่นทำให้สามารถจับสิ่งที่สำคัญมากในด้านวิทยาศาสตร์วัสดุ: ความผิดปกติแบบไดนามิก

พูดง่ายๆก็คือเมื่อกลุ่มของอะตอมเคลื่อนที่และเต้นรำไปรอบ ๆ ในวัสดุในรูปแบบเฉพาะในช่วงเวลาหนึ่ง - ถูกกระตุ้นโดยการสั่นสะเทือนหรือการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิเช่น มันไม่ใช่ปรากฏการณ์ที่เราเข้าใจอย่างถ่องแท้ แต่มันมีความสำคัญต่อคุณสมบัติและปฏิกิริยาของวัสดุ

ระบบความเร็วชัตเตอร์ความเร็วสูงทำให้เราเข้าใจถึงสิ่งที่เกิดขึ้นกับความผิดปกติของไดนามิก นักวิจัยอ้างถึงการประดิษฐ์ของพวกเขาเป็นฟังก์ชั่นการกระจายคู่อะตอมชัตเตอร์ตัวแปรหรือ VSPDF ในระยะสั้น

"มันเป็นเพียงเครื่องมือ VSPDF ใหม่นี้ที่เราสามารถเห็นวัสดุด้านนี้ได้"พูดว่านักวิทยาศาสตร์วัสดุ Simon Billinge จากมหาวิทยาลัยโคลัมเบียในนิวยอร์ก

"ด้วยเทคนิคนี้เราจะสามารถดูวัสดุและดูว่าอะตอมใดที่อยู่ในการเต้นรำและนั่งอยู่ข้างนอก"

ความเร็วชัตเตอร์ที่เร็วกว่าจะจับภาพที่แม่นยำยิ่งขึ้นซึ่งเป็นประโยชน์สำหรับการเคลื่อนย้ายวัตถุอย่างรวดเร็วเช่นอะตอมที่กระวนกระวายใจอย่างรวดเร็ว ใช้ความเร็วชัตเตอร์ต่ำในรูปถ่ายของเกมกีฬาและคุณจะจบลงด้วยผู้เล่นที่เบลอในเฟรม

เพื่อให้ได้สแน็ปที่รวดเร็วอย่างน่าอัศจรรย์ VSPDF ใช้นิวตรอนเพื่อวัดตำแหน่งของอะตอมแทนที่จะเป็นเทคนิคการถ่ายภาพทั่วไป วิธีที่นิวตรอนพุ่งเข้าหาและผ่านวัสดุสามารถติดตามเพื่อวัดอะตอมรอบ ๆ ด้วยการเปลี่ยนแปลงระดับพลังงานเทียบเท่ากับการปรับความเร็วชัตเตอร์

ความแปรปรวนของความเร็วชัตเตอร์เหล่านั้นมีความสำคัญเช่นเดียวกับความเร็วชัตเตอร์ที่มีมูลค่าหลายล้านล้านในวินาที: พวกเขามีความสำคัญในการเลือกความผิดปกติแบบไดนามิกจากความผิดปกติที่เกี่ยวข้อง แต่แตกต่างกัน-พื้นหลังปกติกระตุกบนจุดอะตอมที่ไม่เพิ่มฟังก์ชั่นของวัสดุ

"มันทำให้เรามีวิธีใหม่ทั้งหมดในการแก้ปัญหาความซับซ้อนของสิ่งที่เกิดขึ้นในวัสดุที่ซับซ้อนเอฟเฟกต์ที่ซ่อนอยู่ซึ่งสามารถชาร์จคุณสมบัติของพวกเขาได้"พูดว่าเรียกเก็บเงิน

ในกรณีนี้นักวิจัยได้ฝึกกล้องนิวตรอนบนวัสดุที่เรียกว่าเจอร์เมเนียมเทลลูไรด์(Gete) ซึ่งเป็นเพราะคุณสมบัติเฉพาะของมันถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางในการแปลงความร้อนของเสียให้เป็นไฟฟ้าหรือไฟฟ้าเป็นการระบายความร้อน

กล้องเปิดเผยว่า Gete ยังคงมีโครงสร้างเป็นคริสตัลโดยเฉลี่ยแล้วทุกอุณหภูมิ แต่ที่อุณหภูมิที่สูงขึ้นมันจะแสดงความผิดปกติแบบไดนามิกมากขึ้นซึ่งอะตอมแลกเปลี่ยนการเคลื่อนที่เป็นพลังงานความร้อนหลังจากการไล่ระดับสีที่ตรงกับทิศทางของโพลาไรเซชันไฟฟ้าที่เกิดขึ้นเองของวัสดุ

การทำความเข้าใจโครงสร้างทางกายภาพเหล่านี้ดีขึ้นช่วยเพิ่มความรู้ของเราเกี่ยวกับวิธีการทำงานของเทอร์โมอิเล็กทริกทำให้เราสามารถพัฒนาวัสดุและอุปกรณ์ที่ดีขึ้นได้เช่นเครื่องมือที่ให้กำลังใจRovers เมื่อไม่มีแสงแดด

ผ่านแบบจำลองตามการสังเกตที่ถ่ายโดยกล้องใหม่ความเข้าใจทางวิทยาศาสตร์ของวัสดุและกระบวนการเหล่านี้สามารถปรับปรุงได้ อย่างไรก็ตามยังมีงานอีกมากที่ต้องทำเพื่อให้ VSPDF พร้อมที่จะเป็นวิธีการทดสอบที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย

"เราคาดหวังว่าเทคนิค VSPDF ที่อธิบายไว้ที่นี่จะกลายเป็นเครื่องมือมาตรฐานสำหรับการปรับโครงสร้างท้องถิ่นและค่าเฉลี่ยในวัสดุพลังงาน"อธิบายในกระดาษของพวกเขา

การวิจัยถูกตีพิมพ์ในวัสดุธรรมชาติ-

เวอร์ชันก่อนหน้าของบทความนี้ได้รับการตีพิมพ์ในเดือนมีนาคม 2566