Source
As we want to observe smaller and smaller objects, conventional microscopes are no longer effective, as they only allow us to see objects larger than the wavelength used for their observation. When it comes to observing atoms, for example, these are smaller than the wavelength of visible light, so light surrounds them and details cannot be seen.
A medida que queremos observar objetos cada vez más pequeños, los microscopios convencionales dejan de ser eficaces ya que solo permiten ver objetos mayores que la longitud de onda utilizada para su observación. Cuando se trata de observar átomos por ejemplo, estos son más pequeños que la longitud de onda de la luz visible por lo que ésta los rodea y no se pueden apreciar detalles.
This has already been remedied decades ago with the invention of the electron microscope, which uses electrons for observation instead of visible light. Electron microscopes have achieved extremely high resolutions, allowing the visualization of individual atoms. This has made them indispensable tools for materials science and structural biology.
Esto ya ha sido subsanado hace décadas con la invención del microscopio electrónico que utiliza electrones para la observación en lugar de luz visible. Los microscopios electrónicos han alcanzado resoluciones extremadamente altas, permitiendo la visualización de átomos individuales. Esto los ha convertido en herramientas indispensables para la ciencia de materiales y la biología estructural.
Source
Now, a group of scientists in Israel have developed an innovative quantum microscope that allows them to analyze the behavior of electrons in various materials. This device, known as a quantum torsion microscope (QTM), takes advantage of the wave-particle duality of electrons to obtain detailed images of the electronic properties of materials.
Ahora un grupo de científicos de Israel han desarrollado un microscopio cuántico innovador que permite analizar el comportamiento de los electrones en diversos materiales. Este dispositivo, conocido como microscopio cuántico de torsión (QTM), aprovecha la dualidad onda-partícula de los electrones para obtener imágenes detalladas de las propiedades electrónicas de los materiales.
QTM uses a probe with an extremely sharp needle that is placed close to the surface of the material being studied. When a voltage is applied, electrons “tunnel” from the probe into the sample, behaving like quantum waves. This phenomenon allows scientists to map how the electron wave function depends on momentum and position, providing detailed information about the collective organization of electrons, their speed, energy distribution and interference patterns.
El QTM utiliza una sonda con una aguja extremadamente afilada que se coloca cerca de la superficie del material a estudiar. Al aplicar un voltaje, los electrones “tunelean” desde la sonda hacia la muestra, comportándose como ondas cuánticas. Este fenómeno permite a los científicos mapear cómo la función de onda electrónica depende del momento y la posición, proporcionando información detallada sobre la organización colectiva de los electrones, su velocidad, distribución de energía y patrones de interferencia.
Source
This microscope allows scientists to not only observe, but also create new quantum materials at the atomic scale. The core technique involves “twisting” or rotating atomic-thick layers of materials relative to each other; this precise twisting alters the quantum properties of electrons within the material, leading to novel behaviors.
Este microscopio permite a los científicos no solo observar, sino también crear nuevos materiales cuánticos a escala atómica. La técnica central implica "torcer" o rotar capas de materiales de espesor atómico una con respecto a la otra, esta torsión precisa altera las propiedades cuánticas de los electrones dentro del material, lo que lleva a comportamientos novedosos.
QTM provides unprecedented insight into quantum phenomena occurring within these materials, such as superconductivity and magnetism, and allows researchers to study how electrons interact and behave in controlled quantum environments. QTM represents a major advance in scientists’ ability to explore and manipulate the quantum world at the nanoscale. It has the potential to revolutionize the way we design and create materials with customized quantum properties.
El QTM proporciona una visión sin precedentes de los fenómenos cuánticos que ocurren dentro de estos materiales, como la superconductividad y el magnetismo y permite a los investigadores estudiar cómo los electrones interactúan y se comportan en entornos cuánticos controlados. El QTM representa un gran avance en la capacidad de los científicos para explorar y manipular el mundo cuántico a escala nanométrica. Tiene el potencial de revolucionar la forma en que diseñamos y creamos materiales con propiedades cuánticas personalizadas.
More information/Más información
https://phys.org/news/2025-02-microscopy-based-quantum-sensors.html
It is quite interesting that we are having this type of development every single time and I actually love it
Maybe it is going too fast
I believe by understanding electron behavior so precisely, we could develop better tech, maybe something like more efficient batteries or even new medical treatments, they day will come where there will be more solutions for most problems