Schnellster je entwickelter Elektronendetektor

Das neuartige Gerät kann Bilder im atomaren Maßstab aufnehmen60mal schneller als jeder existierende Detektor, so dass Wissenschaftler ganze Filme von Experimenten filmen können. Es bietet auch eine beeindruckende 4 TB pro Minute von Daten.

"Die Datenmenge entspricht dem Anschauen von 60.000HD-Filme gleichzeitig", sagte Peter Ercius, ein Mitarbeiter der Molecular Foundry, die zum Berkeley Lab gehört.

4D-Kamera verfügt auch über eine einzigartige Geometrie, die sich für das Studium sowohl leichter als auch schwerer Elemente in Materialien nebeneinander eignet.

Daten verwalten

Jetzt versuchen die Forscher, ein System zu bauen, das die riesige Datenmenge verarbeiten kann, die vom Detektor produziert wird. Genauer gesagt suchen sie nach dem fehlenden Teil, das zwischen dem fortschrittlichen Mikroskop und ihrem Supercomputer liegt.

„Wir haben tatsächlich bereits ein System, das dazu in der Lage ist. Was wir wirklich tun mussten, ist ein Netzwerk zwischen dem Mikroskop und dem Supercomputer aufzubauen“, sagte Brent Draney, ein Netzwerkarchitekt am Berkeley Labs NERSC.

Sobald dieses Projekt abgeschlossen ist, wird der Supercomputer in der Lage sein, den riesigen Datenstrom in nur Sekunden zu analysieren.

„Der Supercomputer analysiert die Daten in etwa 20 Sekunden, um den Wissenschaftlern am Mikroskop eine schnelle Rückmeldung zu geben, ob das Experiment erfolgreich war oder nicht“, sagte Ercius.

Die Anwendungsmöglichkeiten dieses Fortschritts sind enorm. Ein solcher Bereich liegt in der Bestimmung, was in Batterien und Mikrochips auf kleinstem Maßstab passiert. Da das Elektronenmikroskop Defekte auf atomarer Ebene finden kann, könnte es helfen, Schäden zu vermeiden.

"Wir werden tatsächlich jedes Elektron einfangen, das durch die Probe kommt, wenn es gestreut wird. Durch diesen wirklich großen Datensatz können wir 'virtuelle' Experimente an der Probe durchführen – wir müssen nicht zurückgehen und nehmenneue Daten aus verschiedenen Bildgebungsbedingungen", erklärte Jim Ciston, ein weiterer Mitarbeiter von Molecular Foundry.