康奈尔大学的研究人员拍摄了有史以来最清晰的原子图像。在新的降噪算法的帮助下，图像具有如此高的分辨率，研究小组表示，它们几乎达到了可能的极限。

这些图像是由原镨 (PrScO3) 晶体中的原子拍摄的，放大了 1 亿倍。可以清楚地看到原子是明亮的点，周围是红色的“云”，根据研究人员的说法，这些是由原子本身的抖动造成的模糊。

前所未有的清晰来自事物的组合。首先是通用技术，称为电子 ptychography，它通过扫描电子如何从目标材料散射的模式来工作。完成了几次不同的扫描，每次扫描之间都有重叠的区域，仪器关注扫描之间这些重叠区域的变化。这使他们能够更好地确定创建图案的对象的形状。

探测器本身——被称为电子显微镜像素阵列探测器 (EMPAD)——使用模糊光束首先捕获更广泛的数据。然后，通过一系列重构数据的算法来校正这种模糊，最终创建出分辨率为皮米或千分之一纳米的图像。

“通过这些新算法，我们现在能够将显微镜的所有模糊校正到我们留下的最大模糊因素是原子本身摆动这一事实，因为这就是原子在有限温度下发生的情况，”该研究的主要作者大卫穆勒说。“当我们谈论温度时，我们实际测量的是原子抖动的平均速度。”

事实上，该团队表示，在这种规模下，图像正在接近可能的最高分辨率的物理极限。也就是说，可以采取一些措施来减少抖动模糊——使用抖动较少的较重原子，或者将样本冷却到绝对零，在那里运动停止。但即便如此，量子涨落仍然会产生一些模糊。

研究人员表示，这一突破可用于近距离观察量子计算机组件或生物成像。