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Los investigadores ven los átomos con una resolución récord

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Esta imagen muestra una reconstrucción pticográfica electrónica de un cristal de ortoscandato de praseodimio (PrScO3), ampliado 100 millones de veces. Crédito: Universidad de Cornell

En 2018, los investigadores de Cornell construyeron un detector de alta potencia que, combinado con un proceso basado en algoritmos llamado pticografía, define un récord del mundo triplicando la resolución de un microscopio electrónico de última generación.


Tan exitoso como fue, este enfoque tenía una debilidad. Solo funcionó con muestras ultrafinas que eran pocas en número. átomos espeso. Cualquier cosa más gruesa haría que los electrones se dispersaran de una manera que no se podría desenredar.

Hoy, un equipo, nuevamente dirigido por David Muller, profesor de ingeniería Samuel B. Eckert, rompió su propio récord por un factor de dos con un detector de matriz de píxeles de microscopio electrónico (EMPAD) que incorpora algoritmos de técnicas de reconstrucción 3D aún más sofisticadas.

La resolución es tan fina que lo único borroso que queda es el temblor térmico de los propios átomos.

El artículo del grupo, «La pticografía electrónica alcanza los límites de resolución atómica establecidos por las vibraciones reticulares», publicado el 20 de mayo en La ciencia. El autor principal del artículo es el investigador postdoctoral Zhen Chen.

“No solo establece un nuevo récord”, dijo Muller. «Ha alcanzado una velocidad que en realidad va a ser un límite máximo para la resolución. Ahora podemos averiguar dónde están los átomos de una manera muy simple. Abre un montón de nuevas posibilidades para medir las cosas que queríamos. problema permanente – la cancelación de la dispersión de haces múltiples en la muestra, que Hans Bethe introdujo en 1928 – que nos ha impedido hacerlo en el pasado «.

La pticografía funciona escaneando patrones de difusión superpuestos de una muestra de material y buscando cambios en la región de superposición.

“Estamos buscando patrones de motas que se parezcan mucho a esos patrones de puntero láser que también fascinan a los gatos”, dijo Muller. «Al ver cómo cambia el patrón, podemos calcular la forma del objeto que causó el patrón».

El detector está ligeramente desenfocado, atascar el rayo, con el fin de capturar la mayor variedad de datos posible. Luego, estos datos se reconstruyen utilizando algoritmos complejos, lo que proporciona una imagen ultraprecisa con precisión de picómetro (una billonésima de metro).

“Con estos nuevos algoritmos, ahora podemos corregir todo el desenfoque en nuestro microscopio hasta el punto de que el factor de desenfoque más grande que nos queda es el bamboleo de los átomos, porque eso es lo que les sucede a los átomos, átomos a una temperatura finita. —Dijo Muller. «Cuando hablamos de temperatura, lo que en realidad estamos midiendo es la velocidad media de las vibraciones de los átomos».

Los investigadores quizás podrían volver a batir su récord utilizando un material compuesto por átomos más pesados, que oscilan menos, o enfriando la muestra. Pero incluso a temperatura cero, los átomos todavía tienen fluctuaciones cuánticas, por lo que la mejora no sería muy grande.

Esta última forma de pticografía electrónica permitirá a los científicos localizar átomos individuales en tres dimensiones cuando, de otro modo, podrían estar ocultos mediante otros métodos de obtención de imágenes. Los investigadores también podrán encontrar átomos de suciedad en configuraciones inusuales y visualizarlos con sus vibraciones, uno a la vez. Esto podría ser particularmente útil para obtener imágenes de semiconductores, catalizadores y materiales cuánticos, incluidos los que se utilizan en la computación cuántica, así como para analizar átomos en los límites donde se unen los materiales.

El método de obtención de imágenes también podría aplicarse a células o tejidos biológicos gruesos, o incluso a conexiones de sinapsis en el cerebro, lo que Muller llama “conectómica a pedido”.

Aunque el método requiere mucho tiempo y requiere computación, podría hacerse más eficiente con computadoras más potentes junto con el aprendizaje automático y detectores más rápidos.

«Queremos aplicar eso a todo lo que hacemos», dijo Muller, quien codirige el Instituto Kavli en Cornell para la ciencia a nanoescala y copreside el grupo de trabajo de ciencia e ingeniería de microsistemas a nanoescala (NEXT Nano), que es parte de La iniciativa de colaboración radical de Cornell. . “Hasta ahora todos hemos usado anteojos realmente malos. Y ahora tenemos un par realmente bueno. ¿Por qué no querría quitarse los anteojos viejos, ponerse los nuevos y usarlos todo el tiempo? »


El detector de microscopio electrónico alcanza una resolución récord


Más información:
La pticografía electrónica alcanza los límites de resolución atómica establecidos por las vibraciones de la red. La ciencia, 21 de mayo de 2021: DOI: 10.1126 / science.abg2533

Proporcionado por
Universidad de Cornell

Cita: Los investigadores ven átomos con una resolución récord (2021, 21 de mayo) recuperado el 21 de mayo de 2021 de https://phys.org/news/2021-05-atoms-resolution.html

Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte del uso legítimo para fines de estudio o investigación privados, no se puede reproducir ninguna parte sin permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente a título informativo.

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En medio de la incertidumbre sobre el cronograma, Boeing despedirá personal en el programa de cohetes SLS

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En medio de la incertidumbre sobre el cronograma, Boeing despedirá personal en el programa de cohetes SLS
Agrandar / El cohete SLS se ve en su plataforma de lanzamiento en el Centro Espacial Kennedy en agosto de 2022.

Trevor Mahlmann

El jueves, altos funcionarios de Boeing que lideran el programa del Sistema de Lanzamiento Espacial, incluidos David Dutcher y Steve Snell, convocaron una reunión general para los más de 1.000 empleados que trabajan en el cohete.

Los funcionarios anunciaron que habría un número significativo de despidos y reasignaciones de personas que trabajan en el programa, según dos personas familiarizadas con la reunión. Ofrecieron varias razones para las reducciones, incluido el hecho de que los plazos para las misiones lunares Artemis de la NASA que utilizarán el cohete SLS se están desplazando hacia la derecha.

Más tarde el jueves, en un comunicado proporcionado a Ars, un portavoz de Boeing confirmó los recortes de Ars: «Debido a factores externos no relacionados con el desempeño de nuestro programa, Boeing está revisando y ajustando los niveles actuales de dotación del programa del Sistema de Lanzamiento Espacial».

¿Más vale tarde que nunca?

Durante casi una década y media, Boeing ha liderado el desarrollo de la etapa central del enorme cohete SLS que la NASA pretende utilizar para lanzar la nave espacial Orion para sus misiones tripuladas a la Luna.

El contrato ha sido lucrativo para Boeing y ha enfrentado críticas generalizadas a lo largo de los años por su generosidad, ya que la NASA gastó decenas de miles de millones de dólares en el desarrollo de un cohete que reutiliza los motores principales y otros componentes del transbordador espacial. Además, originalmente se suponía que el cohete debutaría a fines de 2016 o 2017, pero en realidad no voló por primera vez hasta noviembre de 2022. Y el inspector general de la NASA a veces ha calificado el manejo del programa por parte de Boeing como un cohete SLS “malo”. «.

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Sin embargo, cuando el cohete SLS debutó hace un año y medio, funcionó excepcionalmente bien al impulsar una nave espacial Orion sin tripulación a la Luna. Tras esta misión, la NASA declaró «operativo» el cohete y Boeing inició la producción del vehículo para futuras misiones que llevarán astronautas a la Luna.

Entonces, en cierto sentido, estas reducciones eran inevitables. Boeing necesitaba muchos recursos para diseñar, desarrollar, probar y escribir software para el cohete. Ahora que la fase de desarrollo ha terminado, es natural que la empresa reduzca sus actividades de desarrollo para la fase principal.

La declaración de Boeing no lo dice, pero las fuentes le dijeron a Ars que los recortes de empleo podrían eventualmente llegar a cientos de empleados. Se distribuirán principalmente en las instalaciones de cohetes de la compañía en Alabama, Luisiana y Florida. Las reducciones afectarán tanto al programa de la etapa central como al programa de exploración Upper Stage, una nueva etapa superior del cohete que también está comenzando a pasar del desarrollo a la producción.

Esperando otros artículos

Cuando Boeing cita «factores externos», se refiere a los diferentes cronogramas del programa Artemis de la NASA. En enero, funcionarios de la agencia espacial anunciaron retrasos de aproximadamente un año para la misión Artemis II, un sobrevuelo lunar tripulado, hasta septiembre de 2025; y Artemis III, un alunizaje, hasta septiembre de 2026. Ninguno de estos cronogramas tampoco está escrito en piedra. Es posible que se produzcan retrasos adicionales para Artemis II, y probablemente para Artemis III, si la NASA se apega a los planes de misión actuales.

Aunque el cohete SLS estará listo según el calendario actual, salvo que se produzca una catástrofe, otros elementos son inciertos. Para Artemis II, la NASA aún no ha resuelto un problema con el escudo térmico de la nave espacial Orion. Este problema debe resolverse antes de que la misión obtenga luz verde para continuar el próximo año.

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Los desafíos son aún mayores para Artemis III. Para esta misión, la NASA necesita un módulo de aterrizaje lunar, proporcionado por SpaceX con su vehículo Starship, además de trajes espaciales para la superficie lunar proporcionados por Axiom Space. Ambos permanecen firmemente en la fase de desarrollo.

Además, la NASA está luchando con desafíos presupuestarios. Por primera vez en más de una década, la agencia enfrenta recortes presupuestarios. Esta semana, el administrador de la agencia espacial, Bill Nelson, dijo al Congreso: «Con menos dinero, tenemos que tomar decisiones muy difíciles». Entre ellos, se podría intentar utilizar la financiación futura de SLS para consolidar otros elementos de Artemis.

Una de las personas cercanas a la reunión interna de Boeing del jueves dijo que la agencia espacial visitó a la compañía a principios de este año y dijo que, de hecho, Boeing recibiría menos financiación a medida que finalizara el desarrollo del SLS. A la empresa se le dio la opción de “ampliar” la financiación que recibiría o hacer una pausa de un año debido a retrasos en la misión Artemisa. Boeing optó por aumentar sus fondos, lo que fue la causa de las reducciones de esta semana.

Sería fácil, pero injusto, culpar a SpaceX y Axiom por los retrasos en futuras misiones Artemis. El Congreso creó el cohete SLS con un proyecto de ley de autorización en 2010, pero Boeing en realidad había recibido financiación para trabajos relacionados. que data de 2007. Por el contrario, la NASA no comenzó a financiar el trabajo en el módulo de aterrizaje lunar Starship hasta finales de 2021, y los trajes espaciales Axiom antes de 2022. En cierto sentido, estos desarrollos son tan exigentes técnicamente como el trabajo en el cohete SLS, si no, más.

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'Transformers One' obtiene nueva fecha de lanzamiento y tráiler desde el espacio

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'Transformers One' obtiene nueva fecha de lanzamiento y tráiler desde el espacio

Paramount y Hasbro animados transformadores uno pospone una semana su estreno en salas para poder aprovechar las pantallas Imax y darse un pequeño respiro de la competencia.

La película ahora se estrenará el 20 de septiembre de este año en lugar del 13 de septiembre. Esto le deja dos semanas fuera del estudio de Sony. Jugo de escarabajo. Jugo de escarabajo.

Paramount reveló el cambio de fecha al lanzar un nuevo tráiler de transformadores uno desde nada menos que el espacio, una novedad en Hollywood, según el estudio. El lanzamiento comenzó a las 6 a. m. PT con una cuenta regresiva en vivo que muestra el viaje al espacio. Después de una hora, la nave alcanzó su apogeo a 125.000 pies sobre la Tierra, lo que revela el avance con un video de introducción personalizado de las estrellas Chris Hemsworth y Brian Tyree Henry.

El reparto repleto de estrellas también incluye a Scarlett Johansson, Keegan-Michael Key y Steve Buscemi, con Laurence Fishburne y Jon Hamm.

transformadores uno – la primera película de Transformers totalmente animada por computadora – se presenta como la historia nunca antes contada del origen de cómo los archienemigos Optimus Prime y Megatron alguna vez fueron amigos unidos como hermanos, y cómo su ruptura final cambió el destino de Cybertron para siempre.

Los propietarios de salas de cine pudieron disfrutar de una vista previa del tráiler la semana pasada en CinemaCon, donde Hemsworth y Henry también mostraron la primera escena de la película en 3D.

Hemsworth le da voz a Orion Pax, un joven Optimus Prime, mientras que Henry, que es D-16, le da voz a un joven Megatron.

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josh cooley (Historia del juguete 4) dirige la película a partir de un guión de Andrew Barrer y Gabriel Ferrari para Paramount Animation y Hasbro en asociación con New Republic Pictures.

En otras noticias sobre citas, Paramount retrasa su animación sin título Aang: el último maestro del aire Película Avatar del 10 de octubre de 2025 al 30 de enero de 2026.

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SpaceX lanza 23 satélites Starlink desde Florida

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SpaceX lanza 23 satélites Starlink desde Florida

Los lanzamientos de Starlink continúan ocurriendo.

Un cohete Falcon 9 coronado con 23 satélites de Internet SpaceX Starlink despegó del Centro Espacial Kennedy de la NASA en Florida hoy (17 de abril) a las 5:26 p.m.EDT (9:26 p.m. GMT).

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