Il microscopio ad elio ottiene finanziamenti
Un nuovo tipo di microscopio per l'imaging non distruttivo di strutture delicate sarà sviluppato dal gruppo QUASAR dell'Università di Liverpool, con sede nel Cockcroft Institute, con la società spin-out D-Beam.
Il microscopio ad atomi di elio basato su Quantum Gas Jet (qHAM) ha ottenuto finanziamenti da Innovate UK come parte della strategia nazionale del Regno Unito per la commercializzazione delle tecnologie quantistiche; si basa sul lavoro pionieristico del team sulla diagnostica del raggio.
Il professor Carsten Welsch, capo del dipartimento di fisica dell'Università di Liverpool e accademico senior presso il Cockcroft Institute, ha affermato che la microscopia a scansione con elio (SHeM) offrirebbe molti vantaggi rispetto all'uso dei raggi X o degli elettroni carichi, che possono distruggono tessuti, campioni biologici e pellicole organiche e presentano difficoltà quando si utilizzano campi magnetici.
“I fasci di elio neutro forniscono una sonda superficiale chimica, elettrica e magneticamente inerte che non fornisce alcuna carica al campione. Questo crea l'opportunità di immaginare strutture fragili senza danneggiarle", ha spiegato il professore.
SHeM prende il gas elio, lo pompa ad alta pressione e gli permette di espandersi nel vuoto attraverso un minuscolo foro. Gli atomi di elio vengono nuovamente dispersi dal campione, fornendo una risoluzione più elevata rispetto alla microscopia ottica e la gamma di percorsi di dispersione crea contrasto all'interno dell'immagine.
“Sebbene la microscopia a scansione con elio sia disponibile da qualche tempo, una sfida chiave è stata quella di massimizzare l'intensità del raggio di imaging per superare il rumore, riducendo al minimo la sua larghezza, che fornisce la risoluzione. Ciò si ottiene creando un'espansione supersonica di gas nel vuoto che accelera gli atomi di elio ad alte velocità".
“Il Gruppo QUASAR, in collaborazione con i nostri partner del CERN e GSI, ha già sviluppato un sistema di monitoraggio del fascio di gas supersonico la tecnologia per l’aggiornamento ad alta luminosità del Large Hadron Collider, e baseremo su queste conoscenze per sviluppare il microscopio quantistico”, ha affermato il professor Welsch.
qHAM si basa su due fenomeni quantistici: dualità onda-materia (gli oggetti quantistici possono agire simultaneamente come onde o particelle) e onda-
interferenza della materia (il modello di diffrazione può essere utilizzato per identificare la posizione della particella).
In questo progetto, la ricerca fondamentale del gruppo QUASAR sarà commercializzata da D-Beam, una società co-fondata dal professor Welsch per accelerare i benefici delle scoperte scientifiche per l'industria.