Un'illustrazione della misura in cui gli atomi, in un piccolo ammasso di atomi, vibrare. Le sfere rappresentano il raggio di movimento degli atomi, piuttosto che gli atomi stessi:le sfere sono state esagerate in dimensioni di 45 volte per facilitare la visualizzazione. Gli atomi sulla superficie hanno un raggio di movimento più ampio rispetto a quelli al centro dell'ammasso.
Fisici dell'Università di York, collaborando con ricercatori dell'Università di Birmingham e di Genova, hanno sviluppato una nuova tecnologia per studiare la vibrazione atomica in piccole particelle, rivelando un'immagine più accurata della struttura dei cluster atomici in cui gli atomi di superficie vibrano più intensamente degli atomi interni.
Utilizzando la nuova tecnologia informatica basata su macchine da gioco, gli scienziati sono stati in grado di utilizzare una combinazione di dinamica molecolare e calcoli di meccanica quantistica per simulare la microscopia elettronica delle particelle d'oro. Modellando realisticamente la vibrazione atomica dei singoli atomi in tali cluster, gli atomi esterni sulla superficie della struttura possono essere "veduti" vibrare più degli atomi interni. La ricerca è pubblicata nell'ultimo numero di Lettere di revisione fisica .
Attualmente, La microscopia elettronica consente solo agli scienziati di stimare la posizione media degli atomi in una struttura tridimensionale. Questa nuova tecnica significa che, per la prima volta, si può anche considerare la differenza nel moto atomico individuale, consentendo misurazioni più accurate della posizione e delle vibrazioni di un atomo in strutture di piccole particelle.
Questo nuovo sviluppo apre la strada a un nuovo campo di studio dinamico nella dipendenza dalla posizione della vibrazione atomica in piccole particelle, ed è anche probabile che tragga beneficio dallo studio catalitico delle particelle. Richard Aveyard, Postdoctoral Research Associate presso il Dipartimento di Fisica di York, ha dichiarato:"Il nostro lavoro evidenzia il prezioso contributo che le simulazioni computazionali possono avere nel campo della microscopia elettronica:più dettagli possiamo inserire nelle nostre simulazioni, più dettagli possiamo estrarre dagli esperimenti."
Professor Jun Yuan, dal Dipartimento di Fisica di York, ha aggiunto:"Il nostro lavoro può già spiegare le discrepanze numeriche nei dati sperimentali esistenti. Riteniamo che stimolerà anche nuovi esperimenti incentrati sulle proprietà dinamiche degli atomi nelle nanostrutture, permettendoci di comprendere il contributo degli studi sulla struttura dinamica precedentemente poco sondati degli ammassi atomici, verso le proprietà fisiche come le relatività catalitiche."
