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2兆個の2秒のシャッタースピードカメラが動作中のカオスをスナップします：ScienceAlert

写真を撮るために、市場で最高のデジタルカメラがシャッターを開いて約40分の1秒間です。アトミックアクティビティをスナップショットするには、より速くクリックするシャッターが必要です。 それを念頭に置いて、科学者は2023年に、デジタルカメラよりもわずか2億秒、つまり2億5,000万倍速いシャッタースピードを達成する方法を発表しました。これにより、材料科学：動的障害で非常に重要なものを捕らえることができます。 簡単に言えば、原子のクラスターが特定の期間にわたって特定の方法で材料で動き回り、踊りながら、たとえば振動や温度の変化によって引き起こされるときです。私たちがまだ完全に理解しているのは現象ではありませんが、材料の特性と反応には重要です。 超高速シャッタースピードシステムは、動的障害で何が起こっているのかについての洞察を与えてくれます。研究者は、本発明を可変シャッターアトミックペア分布関数、または略してVSPDFと呼んでいます。 「この新しいVSPDFツールだけが、この側面を実際に見ることができます。」 言った ニューヨークのコロンビア大学の材料科学者サイモン・ビリング。 「このテクニックを使用すると、素材を見て、どの原子がダンスにあり、どの原子が座っているかを確認することができます。」 より高速なシャッタースピードは、より正確な時間のスナップショットをキャプチャします。これは、急速にジッタリングする原子のような迅速なオブジェクトに役立ちます。たとえば、スポーツゲームの写真で低いシャッタースピードを使用すると、フレーム内のぼやけたプレイヤーが表示されます。遅い（左）およびより速い（右）シャッター速度でのGeteの原子構造を示す図。 （Jill Hemman/Ornl、米国エネルギー部）驚くほど迅速なスナップを実現するために、VSPDFはニュターンを使用して、従来の写真技術ではなく、原子の位置を測定します。中性子が材料を襲って通過する方法は、周囲の原子を測定するために追跡することができ、エネルギーレベルの変化はシャッター速度調整に相当します。 「それは、複雑な材料で起こっていることの複雑さを解き放つまったく新しい方法を与えてくれます。 言った ビリング。 この場合、研究者は中性子カメラを訓練しました。 ゲルマニウム・テルライド （gete）、その特定の特性のために、廃熱を電気に変換するために広く使用されているため、または電気を冷却にします。 カメラは、Geteが平均してすべての温度で結晶として構造化されたままであることを明らかにしました。しかし、より高い温度では、より動的な障害を示しました。そこでは、原子が材料の自発的な電気偏光の方向に一致する勾配に続いて熱エネルギーに動きを交換しました。 これらの物理的構造をよりよく理解することで、熱電作品の仕組みに関する知識が向上し、日光が利用できないときに火星のローバーに動力を与える楽器など、より良い材料や機器を開発できるようになります。Tellurideのようなテスト材料は、熱電気学に関する知識を改善し、Mars Roversのようなデバイスに電力を供給する新しい方法につながる可能性があります。 （NASA））新しいカメラによってキャプチャされた観測に基づいたモデルを通じて、これらの材料とプロセスの科学的理解を改善することができます。ただし、VSPDFを広く使用されているテスト方法になるためには、まだやるべきことがたくさんあります。 「ここで説明するVSPDF手法は、エネルギー材料のローカル構造と平均構造を調整するための標準ツールになると予想しています」と研究者は 説明した 彼らの論文で。 この研究はに掲載されました 自然素材。 #2兆個の2秒のシャッタースピードカメラが動作中のカオスをスナップしますScienceAlert