(資料圖片僅供參考)
德國馬克斯·玻恩研究所、亥姆霍茲中心、美國布魯克海文國家實驗室和麻省理工學(xué)院研究人員組成的團隊，開發(fā)出一種革命性的新方法，利用強大的X射線源捕獲納米級材料波動的高分辨率圖像。這種新技術(shù)允許創(chuàng)建清晰、詳細的影像，而不會因過度輻射損壞樣本。研究結(jié)果近日發(fā)表在《自然》雜志上。
世界的微觀領(lǐng)域是不斷運動的，并以不斷變化為標(biāo)志。即使在看似不變的固體材料中，這些波動也可能產(chǎn)生不尋常的性質(zhì)；高溫超導(dǎo)體中電流的無損傳輸就是一個例子。在相變過程中，波動尤其明顯，材料會改變其狀態(tài)，例如在熔化過程中從固體變成液體。然而，詳細研究這些過程是一項艱巨的任務(wù)，捕捉到這些波動模式的影像就更具挑戰(zhàn)性。
聯(lián)合研究團隊開發(fā)出一種新的無損成像方法，稱為相干相關(guān)成像。為了制作一段影像，他們快速連續(xù)地拍攝樣本的多個快照，同時降低足夠的光照以保持樣本的完好無損。盡管這會導(dǎo)致個別圖像中樣品的波動模式變得不清晰，但這些圖像仍包含足夠的信息以將它們分成幾組。
研究團隊首先創(chuàng)建一種新的算法來分析圖像之間的相關(guān)性。每個組中的快照非常相似，因此可能來自相同的特定波動模式。只有當(dāng)一組中的所有鏡頭一起觀看時，才會出現(xiàn)樣本的清晰圖像?？茖W(xué)家們現(xiàn)在能將每一張快照與樣本當(dāng)時狀態(tài)的清晰圖像聯(lián)系起來。
該團隊在由薄磁性層制成的樣品上展示了相干相關(guān)成像。他們創(chuàng)建了一張地圖，顯示了被稱為磁疇的區(qū)域之間邊界的首選位置。這張地圖和運動的影像使人們更好地理解了材料中的磁性相互作用，促進了未來在先進計算機體系結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用。
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