Sciencemag.cz
Doporučujeme
Elektronový svazek procházející sestavou čoček s vadami zobrazení je osvětlen ultrakrátkým laserovým pulzem.
Tým docenta Martina Kozáka z Katedry chemické fyziky a optiky MFF UK našel způsob, jak pomocí světla kompenzovat sférickou vadu u elektronových mikroskopů. Výsledky výzkumu zveřejnil časopis Nature Photonics.
Fokusační optické prvky, jako jsou čočky či zakřivená zrcadla, jsou zatíženy vadami (aberacemi), bez jejichž kompenzace by byl obraz získaný kamerou či mikroskopem nedokonalý a rozostřený. Základní vadou zobrazení je tzv. sférická vada. Pokud pozorujeme nějaký předmět lupou s vysokým zvětšením, předmět se jeví zakřivený. To je důsledkem závislosti ohniskové vzdálenosti na vzdálenosti paprsků od optické osy, kdy se paprsky u okraje čočky fokusují na kratší vzdálenosti než ty v jejím středu, což vede k zakřivení obrazu a zhoršení rozlišení.
Podobné vady jsou přítomné i v elektronových mikroskopech, které využívají proudu elektronů urychlených na vysokou energii k zobrazování vzorků s prostorovým rozlišením dovolujícím pozorovat jednotlivé atomy v materiálech. K tomu je ovšem nutné kompenzovat vady elektronových čoček pomocí složitých a drahých sestav multipólových elektronově-optických elementů, tvořících tzv. aberační korektory.
Týmu doc. Martina Kozáka z Katedry chemické fyziky a optiky se podařilo tyto korektory s mnoha elementy nahradit pomocí jediné interakce elektronů se speciálně tvarovaným laserovým svazkem.
„Ukázali jsme, že pokud je elektronový svazek procházející sestavou čoček s vadami zobrazení osvětlen ultrakrátkým laserovým pulzem se správným tvarem, je možné tyto vady kompenzovat,“ říká Marius Constantin Chirita Mihaila, první autor studie. „Tento proof-of-concept experiment demonstroval, že tento princip je možné využít v praxi v případě speciálně upravených elektronových mikroskopů s krátkými pulzy. Aplikace této metody pro klasické mikroskopy pracující s kontinuálními svazky elektronů bude předmětem našeho dalšího zkoumání,“ doplňuje.
Studie je součástí projektu eWaveShaper, na který doc. Kozák získal v roce 2022 prestižní ERC Starting Grant. Cílem tohoto výzkumu je vývoj nových metod umožňujících ultrarychlou kontrolu a zobrazování pohybů elektronů v pevných látkách pomocí světla a pulzních elektronových svazků.
Chirita Mihaila, M.C., Koutenský, P., Moriová, K. et al. Light-based electron aberration corrector. Nat. Photon. (2025). https://doi.org/10.1038/s41566-025-01760-8
tisková zpráva MFF UK
Pozvánka
Zelená nebo černá – různé tváře umělé inteligence
Prof. RNDr. Roman Barták, Ph.D.
Katedra teoretické informatiky a matematické logiky MFF UK
2. 10. 2025, 15:00, Refektář MFF UK, Malostranské náměstí 25, Praha 1
Anotace
Umělá inteligence ve své podstatě řeší složitý optimalizační problém. To může být výpočtově a energeticky velmi náročné, na druhou stranu navržená řešení mohou vést k výrazným úsporám. To ovšem platí jen v případě, že se lidé k navrženým řešením odhodlají, což, jak si na konkrétních příkladech ukážeme, není zcela samozřejmé. Na základě historické perspektivy a příkladech aplikačního využití ukáže přednáška, že umělá inteligence není o jediné technologii, ale jedná se o množství technik, které náš život ovlivňují více a častěji, než si většina lidí uvědomuje.
Podrobnosti
