Une illustration de la mesure dans laquelle les atomes, dans un petit amas d'atomes, vibrer. Les sphères représentent l'amplitude de mouvement des atomes, plutôt que les atomes eux-mêmes - les sphères ont été exagérées en taille de 45 fois afin de faciliter la visualisation. Les atomes à la surface ont des amplitudes de mouvement plus grandes que ceux du milieu de l'amas.
Physiciens de l'Université de York, travaillant avec des chercheurs de l'Université de Birmingham et de Gênes, ont développé une nouvelle technologie pour étudier les vibrations atomiques dans les petites particules, révélant une image plus précise de la structure des amas atomiques où les atomes de surface vibrent plus intensément que les atomes internes.
En utilisant la nouvelle technologie informatique basée sur les machines de jeux, les scientifiques ont pu utiliser une combinaison de calculs de dynamique moléculaire et de mécanique quantique pour simuler la microscopie électronique de particules d'or. En modélisant de manière réaliste la vibration atomique des atomes individuels dans de tels amas, les atomes externes à la surface de la structure peuvent être «vus» vibrer plus que les atomes internes. La recherche est publiée dans le dernier numéro de Lettres d'examen physique .
Actuellement, la microscopie électronique permet uniquement aux scientifiques d'estimer la position moyenne des atomes dans une structure tridimensionnelle. Cette nouvelle technique signifie que, pour la première fois, la différence de mouvement atomique individuel peut également être considérée, permettant des mesures plus précises de la position et des vibrations d'un atome dans de petites structures de particules.
Ce nouveau développement ouvre la voie à un nouveau domaine d'étude dynamique de la dépendance en position des vibrations atomiques dans les petites particules, et est également susceptible de bénéficier à l'étude catalytique des particules.Richard Aveyard, Associé de recherche postdoctoral au Département de physique de York, a déclaré :« Notre travail met en évidence la contribution précieuse que les simulations informatiques peuvent avoir dans le domaine de la microscopie électronique :plus nous pouvons mettre de détails dans nos simulations, plus nous pouvons extraire de détails des expériences."
Professeur Jun Yuan, du Département de physique de York, a ajouté :« Notre travail peut déjà expliquer les écarts numériques dans les données expérimentales existantes. Nous pensons qu'il suscitera également de nouvelles expériences axées sur les propriétés dynamiques des atomes au niveau des nanostructures, permettant de comprendre l'apport des études de structure dynamique jusqu'alors peu sondées d'amas atomiques, vers les propriétés physiques telles que les relativités catalytiques."
