Argonne desarrolla un método novedoso para ver más claramente la física de materiales complejos en entornos de difícil acceso.
Con las herramientas adecuadas, los científicos pueden tener una visión de rayos X similar a Superman que revela características ocultas enterradas dentro de los objetos, pero es muy complicado.
The Advanced Photon Source APS, una instalación para usuarios de la Oficina de Ciencias del Laboratorio Nacional Argonne del Departamento de Energía de EE. UU. DOE, brinda a los científicos acceso a rayos X altamente penetrantes que pueden iluminar, a nivel atómico, materialescontenido profundamente dentro de otras estructuras.
La siguiente fase para el APS, la actualización del APS, transforma el APS actual en una fuente de luz de rayos X de alta energía, líder en el mundo, basada en el anillo de almacenamiento, que equipa a los científicos con una herramienta mucho más poderosa para investigar y mejorar los materialesy procesos químicos que impactan en casi todos los aspectos de nuestras vidas. En particular, la actualización permite el uso de métodos de imágenes sin lentes con rayos X de alta energía para superar las limitaciones ópticas para obtener la resolución espacial más alta en muestras opacas.
Sin embargo, el uso de rayos X de alta energía para una penetración profunda conlleva un posible problema: los rayos X penetrantes pueden tener limitaciones con la tecnología de detección actual.
"Esencialmente, la señal en el detector se comprime cada vez más a medida que aumentamos las energías de rayos X", dijo el investigador postdoctoral de Argonne Siddharth Maddali. "El precio que pagamos por rayos X más penetrantes es una pérdida defidelidad en los datos grabados "
En un nuevo estudio, los investigadores de Argonne han encontrado una nueva forma de superar estas limitaciones.
Estas limitaciones, según el físico de rayos X de Argonne, Stefan Vogt, son como usar un monitor de computadora de baja resolución para ver una fotografía digital de alta resolución. "No se puede ver la fidelidad de la imagen original", dijo.
El efecto general hace que la imagen parezca pixelada, dijo Maddali, autor del estudio.
Debido a que la distancia del objetivo al detector es relativamente fija, mejorar la resolución de una imagen de dispersión de rayos X pixelada, en esencia, afinarla, requiere algoritmos computacionales que crean "píxeles virtuales" subdivididos que pueden redistribuir la imagen pixelada.Luego, los investigadores pueden usar un proceso llamado recuperación de fase para reconstituir la información en el espacio real sobre la muestra basada en los frentes de ondas de rayos X dispersos.
"Es similar a tratar de determinar la forma y el tamaño de una piedra arrojada a un estanque mirando las ondas que crea la piedra, excepto en tres dimensiones", dijo Maddali. "Si el tamaño de su píxel es lo suficientemente pequeño para que puedavea los altibajos en la ola, puede procesar computacionalmente esas imágenes y obtener una imagen tridimensional del objeto que causa la dispersión ".
Al utilizar el procesamiento de la señal de esta manera, los científicos pueden corregir de manera efectiva computacionalmente una imagen que de otro modo hubiera requerido un sistema de lentes experimentalmente imposible de resolver.
Los científicos podrían usar esta técnica para obtener mejor información sobre las interfaces de los materiales y, por lo tanto, comprender mejor y, en última instancia, controlar el comportamiento de los nuevos materiales.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por DOE / Laboratorio Nacional de Argonne . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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