С помощью рентгеновских микроскопов исследователи из PSI изучают компьютерные чипы, небольшие кусочки кости или ткани мозга. Короткая длина волны рентгеновских лучей делает видимыми детали, которые в миллион раз меньше песчинок – структуры в нанометровом диапазоне (миллионные доли миллиметра). Как и в обычном микроскопе, линза используется для сбора света и формирует увеличенное изображение на камере. Крошечные структуры, однако, рассеивают свет под очень большими углами. Для получения высокого разрешения на изображении необходим соответственно большой объектив. «Крайне сложно производить такие большие линзы. При работе с видимым светом существуют линзы, которые могут захватывать очень большие углы рассеяния. Однако, с помощью рентгеновских лучей это сложнее из-за слабого взаимодействия с материалом линзы. Обычно могут быть захвачены только очень маленькие углы, или линзы довольно неэффективны», – говорит физик PSI Клаус Вакониг
Клаус Вакониг и Ана Диас. Фото: Paul Scherrer Institute/Markus Fischer
Новый метод, разработанный Ваконигом и его коллегами, обходит эту проблему. Команда PSI использует небольшую, но эффективную линзу, которую обычно применяют в рентгеновской микроскопии, и смещает ее в область, которую будет покрывать идеальная линза. Это фактически создает большой объектив. «На практике мы идем в разные точки с объективом и фотографируем в каждом месте. Затем с помощью компьютерных алгоритмов мы объединяем все изображения в одно с высоким разрешением».
Новый метод обеспечивает не только более высокое разрешение, но и два дополнительных вида. Во-первых, измеряется, сколько света поглощается изображаемым объектом, как и в любой обычной камере. Кроме того, дополнительно отражается и способ преломления света. Эксперты говорят о абсорбционном контрасте и фазовом контрасте. «Наш метод обеспечивает фазовый контраст, который в противном случае трудно получить практически бесплатно. Это значительно улучшает качество изображений. Фазовый контраст даже позволяет сделать выводы о свойствах материала исследуемого образца, что обычно невозможно при обычных методах визуализации», – Ана Диас, специалист по лучам в PSI.
Исследователи надеются, что их метод даст новое понимание развития таких заболеваний, как болезнь Альцгеймера или гепатит.
Это новость от журнала ММ «Машины и механизмы». Не знаете такого? Приглашаем прямо сейчас познакомиться с этим удивительным журналом.
