사진을 찍기 위해 시장에 나와 있는 최고의 디지털 카메라는 약 1/4000초 동안 셔터를 엽니다.
원자 활동을 촬영하려면 더 빠르게 클릭하는 셔터가 필요합니다.
이를 염두에 두고 과학자들은 1조분의 1초 또는 디지털 카메라보다 2억 5천만 배 빠른 셔터 속도를 달성하는 방법을 공개했습니다. 이를 통해 그는 재료 과학에서 매우 중요한 것, 즉 동적 난기류를 포착할 수 있습니다.
간단히 말해서, 예를 들어 진동이나 온도 변화로 인해 특정 기간 동안 물질의 원자 그룹이 특정 방식으로 움직이고 춤을 출 때 발생합니다. 아직 우리가 완전히 이해하는 현상은 아니지만 재료의 특성과 상호 작용에 중요합니다.
올해 3월에 공개된 새로운 초고속 셔터 속도 시스템은 역동적인 난기류에 대해 더 많은 통찰력을 제공합니다. 연구원들은 그들의 발명품을 셔터 원자 쌍 가변 분포 함수(vsPDF)라고 합니다.
“이 새로운 vsPDF 도구를 사용해야만 자료의 이런 면을 실제로 볼 수 있습니다.” 그는 말했다 뉴욕 컬럼비아 대학교의 재료 과학자 Simon Billinge.
“이 기술을 통해 우리는 물질을 관찰하고 어떤 원자가 춤을 추고 있고 어떤 원자가 떨어져 있는지 확인할 수 있습니다.”
더 빠른 셔터 속도는 더 정확한 시간을 캡처하여 빠르게 진동하는 원자와 같이 빠르게 움직이는 물체를 촬영하는 데 도움이 됩니다. 예를 들어 스포츠 경기 사진에 낮은 셔터 속도를 사용하면 프레임에서 흐릿한 선수로 끝납니다.
놀랍도록 빠른 스냅샷을 얻기 위해 vsPDF는 기존의 이미징 기술이 아닌 중성자를 사용하여 원자의 위치를 측정합니다. 중성자가 물질을 때리고 통과하는 방식을 추적하여 셔터 속도 조정과 동일한 에너지 수준의 변화로 주변 원자를 측정할 수 있습니다.
이러한 셔터 속도의 차이는 1조분의 1초의 셔터 속도 외에도 중요합니다. 관련 및 다른 정적 난기류(벗겨진 원자 지점에서 진동하는 자연 배경)에서 동적 난기류를 선택하는 데 중요합니다. 재료의 기능을 향상시킵니다.
“복잡한 재료에서 일어나는 일의 복잡성과 특성을 강화할 수 있는 미묘한 영향을 풀 수 있는 완전히 새로운 방법을 제공합니다.” 그는 말했다 송장.
이 경우 연구원들은 중성자 카메라를 게르마늄 텔루라이드 (GeTe)는 폐열을 전기로 변환하거나 전기를 냉각으로 변환하는 특성 때문에 널리 사용됩니다.
카메라는 GeTe가 수정과 같은 상태로 남아 있음을 밝혔습니다. 중간에, 모든 온도에서. 그러나 더 높은 온도에서는 원자가 물질의 자발적인 전기 분극 방향과 일치하는 구배를 따라 운동을 열 에너지로 교환함에 따라 더 역동적인 무질서가 나타났습니다.
이러한 물리적 구조를 더 잘 이해하면 열전 작동 방식에 대한 지식이 향상되어 햇빛이 없을 때 화성 탐사선에 전력을 공급하는 기기와 같은 더 나은 재료와 장비를 개발할 수 있습니다.
새로운 카메라로 포착한 관찰을 기반으로 한 모델을 통해 이러한 재료와 프로세스에 대한 과학적 이해를 향상시킬 수 있습니다. 그러나 vsPDF를 널리 사용되는 테스트 방법으로 준비하려면 아직 해야 할 일이 많습니다.
연구원들은 “여기에 설명된 vsPDF 기술이 에너지 재료에서 로컬 및 중간 구조를 조정하기 위한 표준 도구가 될 것으로 기대합니다.”라고 말했습니다. 설명하기 그들의 종이에서.
에 발표된 연구 천연 재료.
이 문서의 이전 버전은 2023년 3월에 게시되었습니다.
“경순은 통찰력 있고 사악한 사상가로, 다양한 음악 장르에 깊은 지식을 가지고 있습니다. 힙스터 문화와 자연스럽게 어우러지는 그의 스타일은 독특합니다. 그는 베이컨을 좋아하며, 인터넷 세계에서도 활발한 활동을 보여줍니다. 그의 내성적인 성격은 그의 글에서도 잘 드러납니다.”