Ученые создали оптический микроскоп, который способен преодолеть дифракционный предел для видимого света – фундаментальное ограничение, которое накладывает запрет на минимальный размер разрешаемых при помощи микроскопа объектов.
Из-за дифракционного предела в микроскоп нельзя рассмотреть объекты, размер которых меньше половины длины волны используемого излучения. Для оптической микроскопии – то есть длин волн, различимых человеческим глазом, предельный размер объекта составляет около 200 нанометров. Примерно таков размер крупных вирусов и самых мелких бактерий. Для того чтобы изучать более миниатюрные объекты, ученые используют электронную и рентгеновскую микроскопию, а также новые методы, основанные на использовании метаматериалов (так называемые суперлинзы). Третий метод пока не вошел в повседневную практику, а первые два не позволяют исследовать живые объекты in situ - во время подготовки препарата они неизбежно погибают, пишет «Лента.Ру».
Для усиления «зоркости» оптического микроскопа авторы новой работы использовали так называемые исчезающие волны. Этим термином обозначают волны, испускаемые освещенным объектом, которые чрезвычайно быстро затухают с расстоянием. Чтобы получить большое количество таких волн, физики размещали на поверхности изучаемого объекта большое количество крошечных гранул из оксида кремния размером от 2 до 9 микрометров (микрометр - это одна миллионная часть метра).
Гранулы собирают свет, проходящий сквозь образец, а возникающие на их поверхности исчезающие волны фокусируются таким образом, чтобы они собирались при помощи стандартных линз, используемых в оптической микроскопии
Такая стратегия позволила ученым разглядеть объекты, размером до 50 нанометров. Так, исследователи получили четкие изображения желобков, остающихся после записи информации на дисках Blu-ray, а также отверстия в золотой фольге диаметром около 50 нанометров.
Коллеги исследователей отнеслись к их работе с большим энтузиазмом, однако отметили, что пока ее нельзя назвать завершенной. Так, специалисты отмечают, что авторы не продемонстрировали возможности своего микроскопа для изучения живых систем - например, вирусов или бактерий. Эти объекты постоянно движутся, поэтому к задаче получить собственно изображение добавляется необходимость сфокусироваться.
В последнее время появилось сразу несколько работ, авторам которых удалось существенно улучшить эффективность существующих технологий микроскопии. Например, ученые смогли сфотографировать водородные связи и различить отдельные атомы.
