Az első atomok képe
Müller Németországból érkezett a Penn State-re 1951-ben, ahol megalapította a térerősítő laboratóriumot. Évtizedekig dolgozott azon, hogy tökéletesítse a mikroszkópok felbontóképességét. Első jelentős áttörése az 1936-ban alkotott térerősítő mikroszkóp (field emission microscope) volt, amely lehetővé tette tűhegyek felszínének vizsgálatát, de az igazi áttörést 1951-ben érte el: a térerősítő ionmikroszkóp (field ion microscope) kifejlesztésével. Ezzel a készülékkel 1955-ben, Kanwar Bahadur doktoranduszával együttműködve, először sikerült atomi szintű részletességgel képet alkotni – volfrámatomokat tettek láthatóvá.
Külön figyelmet érdemel, hogy Bahadur volt az, aki folyékony nitrogénnel hűtötte le a volfrám tűhegyet, ezzel növelve a mikroszkóp felbontását. Amikor az első képek megszülettek, Müller felkiáltott: Atoms, ja, atoms!
Hogyan működött az áttörés?
A kimagasló eredmény nem egy látványos, kémiakönyvekből ismert atomfotó volt, hanem egy addig ismeretlen kép: egy ultra-magas vákuumban, héliummal feltöltött üvegkamrában hűtött, volfrámból készült hegyre pozitív feszültséget kapcsoltak. Így a tűről elszabaduló volfrámionokat egy foszforernyő gyűjtötte össze, atomi felbontású képet alkotva.
Mindez nem csupán a látvány miatt volt korszakalkotó: Müller vívmánya lehetővé tette, hogy a kutatók ne csak lássák az atomokat, hanem elektronmikroszkópiával feltárják a kristályszerkezet részleteit, vagy éppen atomi spektroszkópiával meghatározzák az elemek és kötéseik pontos természetét.
Öröksége mindenhol jelen van
Müller úttörő munkássága máig meghatározza a Penn State kutatási kultúráját és a világ vezető laboratóriumainak tevékenységét is. Professzorok, mint Raymond Schaak vagy Danielle Reifsnyder Hickey, folyamatosan fejlesztik a technológiákat: atomi szintű képalkotással hatékonyabb üzemanyag- és napcella-katalizátorok fejlesztésén dolgoznak, valamint forradalmi elektronikai eszközökön, amelyek gyorsabbak és megbízhatóbbak, mint Müller idejében bárki elképzelhette volna.
Az aberráció-korrigált transzmissziós elektronmikroszkópia ma már rutinszerű, lehetővé téve, hogy a kutatók mindennapi munkájuk során átlássanak az anyagok legapróbb részletein – akár MI által vezérelt kutatásokban is.
Müller találmányai útján
Az 1960-as években John A. Panitz doktoranduszként csatlakozott Müllerhez. Közösen fejlesztették tovább az atom próba térerősítő ionmikroszkópot (atom probe field ion microscope), amely nemcsak az atomok képi megjelenítésére volt alkalmas, de kémiai természetüket is képes volt azonosítani. Panitz később megalkotta a 10 cm-es atom próbát és a képalkotó atom próbát (imaging atom probe), amelyek megalapozták a mai kereskedelmi atom próbákat. Ezek a ’90-es és 2000-es években nagy áttöréseket hoztak, elsősorban a félvezetőipar számára kulcsfontosságú anyagok vizsgálatában.
Müller életműve számos díjat hozott számára: bekerült az USA Nemzeti Mérnöki és Tudományos Akadémiájába is. Halála után posztumusz tudományos érdemérmet is kapott.
A végső következtetés
Müller öröksége nemcsak a Penn State falain belül él tovább, hanem mindenütt, ahol anyagkutatás, komplex elektronikai fejlesztések vagy a modern orvostudomány határait feszegetik. Felfedezései hajtóerőt jelentettek ahhoz, hogy ma már képesek vagyunk atomi szinten beavatkozni az anyagok világában – legyen szó tiszta energiáról, csúcstechnológiás okostelefonokról vagy MI által vezérelt kutatásokról.
