قام العلماء بقيادة جامعة NTU في سنغافورة بتطوير ومحاكاة طريقة جديدة لتوفير الطاقة يمكنها إنتاج أشعة سينية عالية التركيز والتحكم بدقة أقوى بألف مرة من الطرق التقليدية.

وهذا يمهد الطريق لجودة فائقةالأشعة السينيةالتصوير الذي يستخدم الأشعة السينية القوية للكشف بدقة عن العيوب في رقائق أشباه الموصلات. يمكن للطريقة الجديدة أيضًا استخدام طاقة أقل وتوفير تصوير أكثر تركيزًا للأشعة السينية لإجراء الفحوصات الصحية.

الطريقة الجديدة، التي تعتمد على المحاكاة الحاسوبية، تطلق الإلكترونات على مواد رقيقة للغاية مثل الجرافين التي لها بنية منظمة للغاية. تشبه الآلية الأساسية الطريقة التي ينتج بها أنبوب الأشعة السينية التقليديالأشعة السينية. ولكن كانت هناك نقطة تحول: أثناء المحاكاة، كانت أنماط الحركة الشبيهة بالموجة للإلكترونات"على شكل"بطريقة خاصة جدًا، بحيث يتطابق مسار الجزيئات ويتداخل مع المواضع شديدة التنظيم لذرات المادة.

استخدم العلماء أجهزة الكمبيوتر لمحاكاة كيفية مرور الإلكترونات عبر لوحة خاصة يمرر فيها أيضًا تيارًا كهربائيًا، مما يؤدي إلى توليد جهد كهربائي. وتمكن العلماء من إظهار الطريقة التي تتحرك بها الإلكترونات بعد مرورها عبر عمليات المحاكاة"لوحة المرحلة"التغيرات، وهو تأثير يعرف باسم تشكيل موجة الإلكترون.

وتظهر نتائج المحاكاة أنه باستخدام نفس التيار لإصدار الإلكترونات، تنتج طريقة الباحثين أشعة سينية أقوى بألف مرة من تلك التي تنتجها الطرق التقليدية باستخدامأنبوب الأشعة السينية.