Os raios X tornam possível explorar o interior dos corpos humanos ou espiar dentro dos objetos. A tecnologia usada para iluminar os detalhes em estruturas microscopicamente pequenas é a mesma usada em situações familiares, como imagens médicas em uma clínica ou controle de bagagem no aeroporto. A microscopia de raios X permite que os cientistas estudem a estrutura tridimensional de materiais, organismos ou tecidos sem cortar e danificar a amostra. Infelizmente, o desempenho da microscopia de raios X é limitado pelas dificuldades em produzir a lente perfeita. Uma equipe do Instituto de Física de Raios-X da Universidade de Göttingen mostrou agora que, apesar das limitações de fabricação das lentes, uma qualidade e nitidez de imagem muito maiores do que nunca podem ser alcançadas usando um arranjo experimental especial e reconstrução numérica de imagem a jusante :um algoritmo compensa os déficits das lentes. Os resultados foram publicados na revista Physical Review Letters .
Os cientistas usaram uma lente que consiste em camadas finamente estruturadas de algumas camadas atômicas depositadas de anéis concêntricos em um fio fino. A lente, com um diâmetro de menos de um quinquagésimo de milímetro, foi então ajustada entre o objeto a ser fotografado e uma câmera de raios-X no feixe de raios-X extremamente brilhante e focado no Síncrotron de Elétrons Alemão (DESY) em Hamburgo .

Na câmera, os pesquisadores receberam três tipos diferentes de sinal que juntos forneceram informações completas sobre a estrutura do objeto desconhecido, mesmo que os objetos absorvessem pouca ou nenhuma radiação de raios-X. Tudo o que restava era encontrar um algoritmo adequado para decodificar a informação e reconstruí-la em uma imagem nítida. Para que esta solução funcionasse, era crucial medir com precisão a própria lente, que estava longe de ser perfeita, e dispensar completamente a suposição de que ela poderia ser ideal. Em sua primeira aplicação, os pesquisadores investigaram nanofios semicondutores, que são de particular interesse como novos materiais para energia fotovoltaica, por exemplo.

"Foi somente através da combinação de lentes e reconstrução numérica da imagem que conseguimos alcançar a alta qualidade da imagem", explica o primeiro autor Dr. Jakob Soltau.

"É assim que compensamos o fato de que é impossível produzir lentes de raios X com a estrutura e qualidade necessárias", acrescenta o Dr. Markus Osterhoff.

"Devido a essas dificuldades, muitos pesquisadores já deixaram de usar a microscopia de raios X com lentes e, em vez disso, tentaram substituir as lentes completamente por algoritmos. No entanto, usando lentes e algoritmos juntos, nossa abordagem agora combina o melhor de ambos mundos", conclui o professor Tim Salditt.

Uma vantagem particular do novo método é que o objeto não precisa ser escaneado, o que significa que processos microscópicos muito rápidos em materiais também podem ser "filmados" em movimento. Tais experimentos estão planejados como o próximo passo no DESY e no XFEL laser europeu de raios X em Hamburgo. + Explorar mais

Um novo método para formar uma lente para microscópios eletrônicos de resolução atômica