Átomo Único X

Muitos leigos não sabem que a ciência nunca foi capaz de radiografar um único átomo.

O melhor que os atuais scanners síncrotrons de última geração podem fazer é radiografar um attograma - cerca de 10.000 átomos -, mas o sinal produzido por um único átomo é tão fraco que os detectores convencionais não podem ser usados. Até agora.

Este feito histórico foi alcançado graças a um instrumento síncrotron construído especificamente no Argonne National Laboratory, em Illinois, usando uma técnica conhecida como SX-STM (microscopia de tunelamento por varredura de raios-X síncrotron).

Os pesquisadores por trás da descoberta dizem que ela abre caminho para encontrar curas para as principais doenças potencialmente fatais, o desenvolvimento de computadores quânticos super-rápidos e outros avanços em materiais e ecociência.

Os átomos são as partículas que constroem as moléculas e o limite até o qual qualquer substância pode ser decomposta quimicamente. Há tantos em uma bola de golfe quantas bolas de golfe caberiam na Terra.

O SX-STM agora pode medi-los em um grau infinitesimal. A façanha foi descrita como o 'santo graal' da física e um sonho de longa data do professor Saw Wai Hla, da Ohio State University, principal autor do artigo que explica a descoberta.

"Os átomos podem ser visualizados rotineiramente com microscópios de sondagem de varredura - mas sem raios-X não se pode dizer do que eles são feitos", explicou o Dr. Hla. "Agora podemos detectar exatamente o tipo de um átomo em particular, um átomo de cada vez, e simultaneamente medir seu estado químico. Essa descoberta transformará o mundo."

Desde sua descoberta por Roentgen em 1895, os raios-X têm sido usados ​​em dezenas de aplicações e campos, desde exames médicos até triagens de segurança em aeroportos.

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O rover Curiosity da NASA está equipado com um dispositivo de raios-X para examinar a composição das rochas.

Um uso importante dos raios X na ciência é identificar o tipo de material em uma amostra. Ao longo dos anos, a quantidade de materiais em uma amostra necessária para a detecção de raios-X foi bastante reduzida graças ao desenvolvimento dos raios-X síncrotron.

O SX-STM coleta elétrons excitados, partículas do lado de fora de um átomo que se movem em torno dos prótons e nêutrons internos, e o espectro assim produzido é como uma impressão digital que permite a detecção precisa do que é o átomo.

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"A técnica usada e o conceito comprovado neste estudo abriram novos caminhos na ciência dos raios X e nos estudos em nanoescala", disse o primeiro autor Tolulope Michael Ajayi, estudante de doutorado em Ohio.

"Mais ainda, usar raios-X para detectar e caracterizar átomos individuais pode revolucionar a pesquisa e dar origem a novas tecnologias em áreas como informação quântica e detecção de oligoelementos em pesquisas médicas e ambientais, para citar algumas."

"Essa conquista também abre caminho para a instrumentação avançada de ciência de materiais."

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