Visualizzazione 4D della materia: Opere recenti di Ahmed H Zewail, Premio Nobel

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Titolo originale:

4D Visualization of Matter: Recent Collected Works of Ahmed H Zewail, Nobel Laureate

Contenuto del libro:

Fin dall'inizio degli sforzi dell'umanità di indagare scientificamente le leggi della natura, la visualizzazione di ciò che è molto lontano e molto piccolo è stata fondamentale. Gli esempi sono numerosi.

Un secolo fa, l'atomo appariva misterioso, una "torta di uvetta o di prugne senza struttura", fino a quando non è stato visualizzato su scale di lunghezza e di tempo appropriate. Allo stesso modo, con le osservazioni telescopiche, un dogma centrale del cosmo è stato modificato e la complessità ha ceduto alla semplicità della struttura eliocentrica e del moto del nostro sistema solare. Per quanto riguarda la materia, in oltre un secolo di sviluppi, sono stati fatti grandi passi avanti per esplorare le strutture e le dinamiche microscopiche interne.

Questi progressi hanno portato benefici a molti campi di ricerca, ma la visualizzazione era incompleta; era limitata alla struttura spaziale 3D o all'evoluzione temporale 1D. Tuttavia, nei sistemi con miriadi di atomi, la visualizzazione spazio-temporale 4D è essenziale per sviscerare la loro complessità. Il mondo biologico è ricco di esempi e molte malattie molecolari non possono essere comprese appieno senza questa visualizzazione diretta, come ad esempio nel caso dell'Alzheimer e del Parkinson.

Lo stesso vale per i fenomeni della scienza dei materiali, della chimica e delle nanoscienze. Questa antologia è un resoconto dei lavori raccolti nell'ultimo decennio al Caltech. Attraverso pubblicazioni recenti, il volume fornisce una panoramica dei principi, delle tecniche basate sugli elettroni e delle applicazioni realizzate.

Grazie ai progressi dei principi e della tecnologia di imaging, con la microscopia elettronica 4D è oggi possibile raggiungere un miglioramento di dieci ordini di grandezza nella risoluzione temporale, conservando contemporaneamente la risoluzione spaziale atomica nella visualizzazione. Si tratta certamente di un passo avanti rispetto alla microscopia di Robert Hooke, riportata nel suo capolavoro Micrographia del 1665.