Des scientifiques ont obtenu l’image d'atomes à la plus haute résolution jamais observée.

Grâce à des algorithmes sophistiqués et à la ptychographie électronique, des chercheurs ont pu extraire une image incroyablement précise des atomes au sein d'un échantillon. Un record qui frôle les limites de ce qui est physiquement observable.

Cela pourrait ressembler à un amas d'étoiles. Cette image montre en fait un échantillon de cristal d'orthoscandate de praséodyme (PrScO3), agrandi 100 millions de fois. Une prouesse qui représente un doublement de la résolution précédemment obtenue par la même équipe et qui leur avait valu une inscription au Guinness Book des records en 2018. « Cela n'établit pas seulement un nouveau record. Nous avons atteint la limite ultime de résolution possible, se félicite David Muller, professeur d'ingénierie à l'université Cornell aux États-Unis et principal auteur de l'étude publiée dans Science. Nous sommes maintenant en mesure de localiser un atome dans une structure en 3 dimensions avec une précision inférieure au nanomètre. »

Un peu comme un jeu du ballon prisonnier dans le noir
Pour arriver à une telle résolution, David Muller et son équipe ont utilisé une technique appelée ptychographie électronique. Cette dernière consiste à bombarder un échantillon avec un faisceau d'électrons qui se déplace très lentement. Les électrons « rebondissent » alors à la surface lorsqu'ils rencontrent un atome, et produisent un schéma de diffraction qui est ensuite analysé par un algorithme pour produire une image. « C'est un peu comme un jeu du ballon prisonnier dans le noir, illustre David Muller, sur le site du Scientific American. Vous ne "voyez" pas la cible, mais en regardant où finit le ballon [les électrons], on peut en déduire son trajet. »

Des énormes capacités de calcul pour déchiffrer l’image

Cette approche présente plusieurs avantages par rapport à un microscope électronique classique : ce dernier doit augmenter l'énergie de son faisceau d'électrons pour améliorer sa résolution, de telle sorte qu'au-delà d'un certain seuil, l'échantillon risque d'être endommagé. Mais jusqu'ici, la ptychographie électronique ne fonctionnait qu'avec des échantillons de quelques atomes d’épaisseur, car la dispersion des électrons dans des échantillons plus épais produisait des motifs bien trop complexes à décrypter. Mais grâce aux progrès de l’intelligence artificielle et des énormes capacités de calcul des superordinateurs, les chercheurs sont parvenus à développer un algorithme encore plus sophistiqué. « Avec ces nouveaux algorithmes, nous sommes maintenant en mesure de corriger tout le flou de l'image, au point que le seul flou restant est celui lié à la vibration naturelle des atomes [inévitable pour tout atome au-dessus du zéro absolu] », explique David Muller.


Source: https://www.google.fr/amp/s/www.futura-sciences.com/alternative/amp/actualite/38361/

Envoyé par Flaneur le 5 juillet 2021 à 11h10