Fotoğraf çekmek için, piyasadaki en iyi dijital kameralar deklanşörlerini saniyenin yaklaşık dört binde biri oranında açar.
Atomik aktivitenin fotoğrafını çekmek için, çok daha hızlı çalışan bir deklanşöre ihtiyacınız olacaktır.
Şimdi bilim adamları, saniyenin yalnızca trilyonda biri veya bu dijital kameralardan 250 milyon kat daha hızlı bir deklanşör hızına ulaşmanın bir yolunu buldular. Bu, malzeme biliminde çok önemli bir şeyi yakalamasını sağlar: dinamik düzensizlik.
Basitçe söylemek gerekirse, atom kümelerinin belirli bir süre boyunca bir malzemede belirli şekillerde hareket etmesi ve dans etmesidir – örneğin bir titreşim veya sıcaklık değişikliği ile tetiklenir. Henüz tam olarak anladığımız bir olgu değil ama malzemelerin özellikleri ve reaksiyonları için çok önemli.
Yeni süper hızlı deklanşör hızı sistemi, dinamik düzensizlikle neler olduğuna dair bize çok daha fazla fikir veriyor. Araştırmacılar buluşlarından değişken örtücü atomik çift dağılım fonksiyonu veya kısaca vsPDF olarak bahsediyorlar.
“Yalnızca bu yeni vsPDF aracıyla malzemelerin bu tarafını gerçekten görebiliriz.” diyor New York’taki Columbia Üniversitesi’nden malzeme bilimcisi Simon Billinge.
“Bu teknikle, bir malzemeyi izleyebileceğiz ve hangi atomların dansta olduğunu ve hangilerinin oturduğunu görebileceğiz.”
Daha hızlı deklanşör hızı, zamanın daha kesin bir anlık görüntüsünü yakalar ve bu, hızla titreyen atomlar gibi hızlı hareket eden nesneler için yararlıdır. Örneğin, bir spor karşılaşmasının fotoğrafında düşük bir deklanşör hızı kullanırsanız, çerçevede bulanık oyuncular görürsünüz.
Şaşırtıcı derecede hızlı yakalamaya ulaşmak için vsPDF, geleneksel fotoğrafçılık teknikleri yerine atomların konumunu ölçmek için nötronları kullanır. Nötronların bir malzemeye çarpma ve içinden geçme şekli, çevredeki atomları ölçmek için izlenebilir ve enerji seviyelerindeki değişiklikler, deklanşör hızı ayarlamalarına eşdeğerdir.
Deklanşör hızındaki bu varyasyonlar, saniyenin trilyonda biri kadar deklanşör hızı kadar önemlidir: dinamik bozukluğu ilgili ancak farklı statik bozukluktan ayırmada hayati önem taşırlar – donmayan atomların yerinde normal arka planda sallanan Bir malzemenin işlevini geliştirmez.
“Karmaşık malzemelerde olup bitenlerin karmaşıklığını, özelliklerini güçlendirebilecek gizli etkileri çözmek için bize yepyeni bir yol sunuyor.” diyor Billinge.
Bu durumda, araştırmacılar nötron kameralarını denilen bir malzeme üzerinde eğittiler. germanyum tellür (GeTe), belirli özelliklerinden dolayı atık ısıyı elektriğe veya elektriği soğutmaya dönüştürmek için yaygın olarak kullanılır.
Kamera, GeTe’nin bir kristal olarak yapılandırıldığını ortaya çıkardı. ortalamada, tüm sıcaklıklarda. Ancak daha yüksek sıcaklıklarda, atomların, malzemenin kendiliğinden elektrik polarizasyonunun yönüne uyan bir gradyanı izleyerek termal enerjiye hareket değiştirdiği daha dinamik bir düzensizlik sergiledi.
Bu fiziksel yapıları daha iyi anlamak, termoelektriğin nasıl çalıştığına dair bilgimizi geliştirir ve daha iyi malzeme ve ekipman geliştirmemizi sağlar – örneğin güneş ışığı olmadığında Mars gezicilerine güç sağlayan aletler.
Yeni kameranın yakaladığı gözlemlere dayalı modeller aracılığıyla, bu materyallerin ve süreçlerin bilimsel olarak anlaşılması geliştirilebilir. Ancak, vsPDF’yi yaygın olarak kullanılan bir test yöntemi olmaya hazır hale getirmek için yapılacak çok iş var.
“Burada açıklanan vsPDF tekniğinin, enerji malzemelerindeki yerel ve ortalama yapıları uzlaştırmak için standart bir araç haline geleceğini tahmin ediyoruz.” yazmak araştırmacılar yayınladıkları makalelerinde.
Araştırma yayınlandı Doğa Malzemeleri.
Kaynak : https://www.sciencealert.com/trillionth-of-a-second-shutter-speed-camera-catches-chaos-in-action