科學(xué)家首次捕捉到單個(gè)原子的影子
據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道,澳大利亞格里菲斯大學(xué)(Griffith University)的研究人員首次拍攝到了單個(gè)原子的影子圖像,這是一項(xiàng)國(guó)際性的科學(xué)突破。
澳大利亞布里斯班格里菲斯大學(xué)量子動(dòng)力學(xué)中心的戴夫•科歐彬斯科(Dave Kielpinski)教授說(shuō):“我們已經(jīng)達(dá)到了顯微鏡使用的極限,在可見(jiàn)光下,你不能看到比原子更小的物體了。我們希望探討需要幾個(gè)原子才能形成一個(gè)影子,我們證明了它只需要一個(gè)。” 有關(guān)此項(xiàng)研究的報(bào)告發(fā)表在了本周的《自然通訊》雜志上。捕捉到單個(gè)原子的影子圖像是科歐彬斯科領(lǐng)導(dǎo)的研究小組在過(guò)去5年里努力研究的成果。 該研究小組利用一個(gè)超高分辨率的顯微鏡觀察,這使得影子足夠黑暗,可以被看出。這個(gè)原子在一個(gè)內(nèi)室被孤立,被電動(dòng)力牽制在自由空間?茪W彬斯科教授和他的同事們捕捉到了元素鐿(ytterbium)的單個(gè)原子離子,并將它們暴露在特定頻率的光下。在光的照射下,原子的影子投射到一個(gè)檢測(cè)器上,數(shù)碼相機(jī)然后捕捉到了圖像?茪W彬斯科教授說(shuō):“通過(guò)使用超高分辨率顯微鏡,我們能夠把圖像集中到一個(gè)更小的區(qū)域,產(chǎn)生較暗的圖像,使圖像更容易被看到!痹谶@個(gè)過(guò)程中所涉及的精度幾乎是超乎想象的。他說(shuō):“如果我們改變照射在原子上的光的頻率的十億分之一,我們就會(huì)看不到圖像! 該研究小組成員埃里克•斯爵德博士(Dr Erik Streed)說(shuō):“這些研究結(jié)果的影響是深遠(yuǎn)的。這些實(shí)驗(yàn)有助于確認(rèn)我們對(duì)原子物理學(xué)的了解,對(duì)量子計(jì)算可能有用。對(duì)生物顯微鏡也有潛在的好處,因?yàn)槲覀兡軌蝾A(yù)測(cè)單個(gè)原子的黑暗程度,以及在形成一個(gè)影子時(shí)應(yīng)該吸收多少光,我們可以通過(guò)物理學(xué)測(cè)量顯微鏡是否實(shí)現(xiàn)了最大對(duì)比度。如果你想看非常小和脆弱的生物樣品,如DNA鏈,這一發(fā)現(xiàn)非常重要,因?yàn)榻佑|過(guò)多的紫外線或X射線會(huì)損害這種材料。我們現(xiàn)在可以預(yù)測(cè)在最佳顯微條件下,觀察細(xì)胞內(nèi)的過(guò)程需要多少光線,而不需要損害它們! 這可能令生物學(xué)家以不同的方式思考問(wèn)題。斯爵德博士說(shuō):“最后,只需一點(diǎn)點(diǎn)光就足以完成這項(xiàng)工作! |