新的显微镜以有史以来最高的分辨率观察原子

2018年，来自康奈尔大学的研究人员建造了一个极高功率的探测器，该探测器使用一种称为ptychography的算法驱动过程，将目前最先进的电子显微镜的分辨率提高了两倍。在这个过程中，这一突破创造了分辨率纪录，但那时候的机器只对只有几个原子厚的超薄样品起作用。

由康奈尔大学的一些相同研究人员领导的一个新团队研发了一种新的电子显微镜像素阵列检测器（EMPAD），使用更精细的三维重建算法将他们2018年的记录提高了2倍。该项目的研究人员说，分辨率是如此精细，唯一剩下的模糊是来自样品本身的原子的热抖动。该研究团队由大卫·穆勒领导，他说新的显微镜不只是创造了一个新的记录；它定义了一个新的边界，它实际上将成为显微镜分辨率的一个终极极限。

穆勒还说，这项发展为科学家们长期以来想测量的事情开辟了新的可能性。这一突破解决了一个长期存在的问题，即解除了光束在样品中的多重散射，这是科学家汉斯·贝特在1928年定义的概念，过去一直阻碍着科学家解决这一问题。

斑点成像技术利用重叠的散射图案扫描材料样品，并寻找重叠区域的变化。穆勒说，科学家们正在追逐斑点图案，这些图案看起来很像猫咪喜欢攻击的激光笔图案。科学家希望看到图案的变化，并能计算出引起该图案的物体的形状。

探测器略微失焦，光束很宽，以尽可能捕捉最广泛的数据。该团队开发的复杂算法重建了图案，形成了一个极其精确的图像，精度达到一皮米。