为了拍照,市场上最好的数码相机打开了大约四分之一秒的快门。
要快照原子活动,您需要一个快速点击速度的快门。
现在,科学家们提出了一种实现快门速度的方法,而快速速度仅为一秒钟,即比那些数码相机快的2.5亿倍。这使其能够捕获材料科学中非常重要的东西:动态障碍。
简而言之,这是原子簇在特定时期内以特定方式以特定方式移动和跳舞的时候,例如,由振动或温度变化触发。这不是我们完全理解的现象,而是对材料的特性和反应至关重要。
新的超速快门速度系统使我们对动态障碍发生的事情有了更多的了解。研究人员将其发明称为可变快门原子对分布函数,或简称VSPDF。
“只有使用这个新的VSPDF工具,我们才能真正看到材料的这一面,”说材料科学家西蒙·比林格(Simon Billinge)来自纽约哥伦比亚大学。
“借助这种技术,我们将能够观看一种材料,看看哪些原子在舞蹈中,哪些原子浮出水面。”
更快的快门速度捕获了更精确的时间快照,这有助于快速移动诸如快速抖动原子之类的物体。例如,在体育游戏的照片中使用低的快门速度,最终您将在框架中遇到模糊的玩家。

为了获得惊人的快速快速,VSPDF使用中子来测量原子的位置,而不是传统的摄影技术。可以跟踪中子击中和通过材料的方式来测量周围原子,并随着快门速度调整的等效水平而变化。
快门速度的这些变化以及一万千万的快门速度是显着的:它们对于从相关但不同的静态障碍中挑选动态障碍至关重要 - 正常背景在原子的现场跳动,而原子不会增强材料的功能。
“这为我们提供了一种全新的方法,可以解开复杂材料中发生的事情的复杂性,可以增强其特性的隐藏效果,”说比林格。
在这种情况下,研究人员在一种名为的材料上训练了中子摄像头渗透壶(gete),因为它的特殊特性被广泛用于将废热转化为电或电冷却。
相机揭示的盖特仍然是晶体结构的,平均在所有温度下。但是在较高的温度下,它表现出更具动态的障碍,在该梯度后,原子将运动交换为热能,该梯度与材料自发的电动极化的方向相匹配。
更好地理解这些物理结构可以提高我们对热电学的工作方式的了解,从而使我们能够开发出更好的材料和设备(例如启动仪器)流浪者当没有阳光时。
通过基于新相机捕获的观察结果的模型,可以改善对这些材料和过程的科学理解。但是,仍然有很多工作要做,以使VSPDF准备成为一种广泛使用的测试方法。
“我们预计此处描述的VSPDF技术将成为核对能量材料中本地和平均结构的标准工具,”写研究人员在发表的论文中。
该研究已发表在自然材料。