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科学家首次捕捉到了单个原子的影子(图)

via:腾讯科技     time:2012/7/6 15:01:02     readed:798

腾讯科技讯(嘟嘟/编译)据国外媒体报道,澳大利亚格里菲斯大学(Griffith University)的研究人员首次拍摄到了单个原子的影子图像,这是一项国际性的科学突破。

科学家首次捕捉到了单个原子的影子

单个原子的影子落在了圆筒的右端

澳大利亚布里斯班格里菲斯大学量子动力学中心的戴夫·科欧彬斯科(Dave Kielpinski)教授说:“我们已经达到了显微镜使用的极限,在可见光下,你不能看到比原子更小的物体了。我们希望探讨需要几个原子才能形成一个影子,我们证明了它只需要一个。”

有关此项研究的报告发表在了本周的《自然通讯》杂志上。捕捉到单个原子的影子图像是科欧彬斯科领导的研究小组在过​​去5年里努力研究的成果。

该研究小组利用一个超高分辨率的显微镜观察,这使得影子足够黑暗,可以被看出。这个原子在一个内室被孤立,被电动力牵制在自由空间。科欧彬斯科教授和他的同事们捕捉到了元素镱(ytterbium)的单个原子离子,并将它们暴露在特定频率的光下。在光的照射下,原子的影子投射到一个检测器上,数码相机然后捕捉到了图像。科欧彬斯科教授说:“通过使用超高分辨率显微镜,我们能够把图像集中到一个更小的区域,产生较暗的图像,使图像更容易被看到。”在这个过程中所涉及的精度几乎是超乎想象的。他说:“如果我们改变照射在原子上的光的频率的十亿分之一,我们就会看不到图像。”

该研究小组成员埃里克·斯爵德博士(Dr Erik Streed)说:“这些研究结果的影响是深远的。这些实验有助于确认我们对原子物理学的了解,对量子计算可能有用。对生物显微镜也有潜在的好处,因为我们能够预测单个原子的黑暗程度,以及在形成一个影子时应该吸收多少光,我们可以通过物理学测量显微镜是否实现了最大对比度。如果你想看非常小和脆弱的生物样品,如DNA链,这一发现非常重要,因为接触过多的紫外线或X射线会损害这种材料。我们现在可以预测在最佳显微条件下,观察细胞内的过程需要多少光线,而不需要损害它们。”

这可能令生物学家以不同的方式思考问题。斯爵德博士说:“最后,只需一点点光就足以完成这项工作。”

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