La résolution des techniques d'imagerie à base d'électrons peut être augmentée avec le développement de techniques de génération de faisceaux d'électrons ultra-courts et ultra-froids.
Des faisceaux courts d'électrons sont utilisés dans des processus d'imagerie tels que la diffraction électronique ultrarapide et la microscopie électronique ultrarapide pour étudier les mouvements des atomes dans les matériaux. L'utilisation de faisceaux ultrafroids et de longueur subpicoseconde peut améliorer la résolution de ces techniques, mais les chercheurs ont eu du mal à créer des faisceaux avec ces deux propriétés. La situation actuelle a changé avec une nouvelle approche développée par Tim de Raadt et al de l'Université de technologie d'Eindhoven aux Pays-Bas. Selon les chercheurs, la méthode qu'ils ont développée permettra de visualiser en un seul coup les structures des protéines au niveau atomique.
La méthode de l'équipe consiste à créer un nuage d'atomes de rubidium froids dans un piège magnéto-optique où quatre faisceaux laser se croisent. Deux autres faisceaux laser sont utilisés pour exciter et ioniser ces atomes. En libérant des électrons à une température d'environ 20 K et en les accélérant à travers un petit trou dans la paroi du piège, ce processus, appelé photoionisation, crée des faisceaux d'électrons. Au fur et à mesure que la distance du trou augmente, ces faisceaux ultra-froids raccourcissent en durée et disparaissent presque au point d'auto-compression.
Les propriétés des poutres au point d'auto-compression ont été étudiées par De Raadt et al. Ils ont mesuré des longueurs de bande aussi courtes que 25 ps, par rapport à la meilleure valeur précédente de 0,735 ps. Ils soutiennent que la tranche de temps de photoionisation détermine la durée minimale du faisceau en comparant la structure temporelle observée des faisceaux avec des simulations du processus de photoionisation. Selon les chercheurs, une configuration modifiée permettrait des faisceaux d'électrons avec des températures plus basses que celles observées dans cette expérience, ce qui entraînerait une diffraction ultrarapide et une résolution encore meilleure pour la microscopie.
Ressources: https://physics.aps.org/articles/v16/s68
📩 21/05/2023 16:40