Камера с высочайшей скоростью съемки позволила физикам увидеть хаос невидимого мира

Исследование опубликовано в журнале Nature Materials, пишет ScienceAlert.

Физикипредставили камеру, которая открывает затвор всего лишь на триллионную долю секунды, что примерно в 250 млн раз быстрее, чем у обычных цифровых камер. Это позволило запечатлеть динамический беспорядок.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Это явление, когда скопления атомов движутся в материале определенным образом в течение определенного периода времени. Это может происходить под влиянием вибрации или изменения температуры. Физики пока не до конца понимают это явление, но оно имеет решающее значение для понимания свойств материалов.

Система сверхбыстрой скорости затвора дает гораздо больше информации о том, что происходит с динамическим беспорядком. Ученые назвали свое изобретение функцией распределения атомных пар с переменным затвором, или сокращенно vsPDF. Физики смогли наблюдать за материалом и видеть, какие атомы находятся в движении, а какие – нет.

Более высокая скорость затвора поздравляет делать более точную фотографию и это очень важно при наблюдении за атомами, которые колеблются и находятся в быстром движении.

Для достижения быстрой съемки vsPDF использует нейтроны для измерения положения атомов, а не обычные методы фотографии. То, как нейтроны попадают в материал и проходят через него, можно отслеживать для измерения окружающих атомов, при этом изменения уровней энергии эквивалентны корректировкам скорости затвора.

Эти изменения в скорости затвора значительны, как и скорость затвора в триллионную долю секунды. Они очень важны для выделения динамического беспорядка из статического беспорядка, который является фоновым колебанием атомов на месте, которое не улучшает функцию материала.

По словам физиков, новая технология позволяет увидеть то, что происходит в сложных материалах и выявить скрытые эффекты, которые могут усиливать их свойства.

Ученые направили свою нейтронную камеру на материал под названием теллурид германия, который из-за своих особых свойств используется для преобразования отработанного тепла в электричество или электричества в охлаждение.

Камера показала, что теллурид германия в среднем сохраняет структуру кристалла при всех температурах. Но при более высоких температурах он демонстрирует более динамический беспорядок, где атомы превращают движение в тепловую энергию.

Лучшее понимание этих физических структур улучшает знания о том, как работает термоэлектричество, что позволяет разрабатывать более качественные материалы и оборудование, говорят ученые.

Как уже писал Фокус, скоро можно увидеть два самых красивых метеорных потока 2025 года. Ежегодно в апреле и в мае можно наблюдать за тем, как в ночном небе сгорают метеоры из двух, как считается, самых красивых метеорных потоков, создавая красочное световое шоу. Этот год не является исключением и вскоре можно будет получить наслаждение от наблюдения за метеорами потоками Лириды и Эта-Аквариды.