西城肖特顯微鏡照明科學(xué)家使用量子顯微鏡拍攝
作者: 發(fā)布時(shí)間:2022-07-02 17:34:51點(diǎn)擊:1601
信息摘要:
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革命性:這些原子內(nèi)部的圖片是由不同的激光產(chǎn)生的。不同的顏色顯示原子內(nèi)部的不同粒子的密度。
科學(xué)家們最近在一項(xiàng)開創(chuàng)性的實(shí)驗(yàn)中捕捉到了原子的內(nèi)部,或者說是一種將產(chǎn)生基本的電子學(xué)新形式的實(shí)驗(yàn),這將幫助我們更好地理解宇宙的基本組成部分。這些照片以前從來沒有拍過,因?yàn)橹八械膶?shí)驗(yàn)在拍照之前就已經(jīng)破壞了這些粒子本身。
荷蘭阿姆斯特丹的科學(xué)家們利用一種特殊的透鏡創(chuàng)造了一種量子顯微鏡,這種透鏡可以將圖像放大20000倍,使他們能夠觀察原子內(nèi)部。
研究小組首先在隔間內(nèi)向氫原子發(fā)射兩束激光,撞擊的速度和方向取決于其后的波函數(shù)。腔室強(qiáng)大的電場使電子通過透鏡和探測器,探測器顯示電子的分布。在磷光顯示屏上,它們分別是明亮和黑暗的圓環(huán),然后研究小組使用超高分辨率數(shù)碼相機(jī)拍照。
這個(gè)實(shí)驗(yàn)突破了量子物理學(xué)家認(rèn)為可能的極限,并且有可能幫助研究人員設(shè)計(jì)未來的超高速電子控制系統(tǒng)。波函數(shù)。它是描述粒子在時(shí)間和空間中的行為的數(shù)學(xué)方法。
波函數(shù)類似于聲波,只是聲波的數(shù)學(xué)描述定義了分子在空氣中特定位置的運(yùn)動,波函數(shù)描述了發(fā)現(xiàn)粒子的可能性。AUV功能,但測量它是非常困難的,因?yàn)樗鼈儤O其脆弱。
最原始的原子分離器,歐內(nèi)斯特·盧瑟福,在成功地分離原子之后被認(rèn)為是核物理學(xué)之父。
科學(xué)家們還試圖直接觀察波函數(shù),但往往在稱為坍縮的過程中破壞波函數(shù)。因此,為了在實(shí)驗(yàn)上測量波函數(shù)的性質(zhì),研究人員需要重建許多對同一原子或分子的單獨(dú)的破壞性測量。
荷蘭原子能分子物理研究所(AMORF)物理學(xué)家在荷蘭阿姆斯特丹的基礎(chǔ)研究中展示了一種新的非破壞性方法,并在《物理評論快報(bào)》上發(fā)表了這項(xiàng)研究。1981年,俄國理論家和近期的研究已經(jīng)使這成為可能。研究小組首先向隔間里的氫原子發(fā)射了兩束激光,并且撞擊的速度和方向取決于它們后面的波函數(shù)。
腔內(nèi)的強(qiáng)電場使電子到達(dá)二維顯示的位置,這主要取決于電子的初始速度而不是它們的初始位置。T探測器與電子的波函數(shù)相匹配。
該儀器在熒光顯示屏上顯示明亮和暗環(huán)中的電子,研究小組使用高分辨率數(shù)碼相機(jī)捕捉到這些電子。研究小組負(fù)責(zé)人Aneta Stodolna說:我們對結(jié)果非常滿意。
加拿大渥太華大學(xué)的物理學(xué)家Jeff Lundeen說:這是一個(gè)有趣的實(shí)驗(yàn),主要是因?yàn)樗菤錃猓鼧?gòu)成了宇宙的四分之三。Luntin說,研究小組基本上開發(fā)了一項(xiàng)新技術(shù),這對科學(xué)家來說是非常有用的工具。
該工具直接將量子粒子的微觀狀態(tài)放大到實(shí)驗(yàn)室可觀察的尺度,從而有可能直接觀察和感知某些量子特性。更實(shí)際地說,這種量子顯微鏡可以幫助原子和分子的發(fā)展。Cale技術(shù)
照射原子內(nèi)部的粒子的激光被重復(fù)使用,因此它們的活動能被強(qiáng)大的顯微鏡追蹤。科學(xué)家根據(jù)氫的基本結(jié)構(gòu)選擇氫作為實(shí)驗(yàn)對象。拍攝氫原子的照片比拍攝任何其他材料都簡單。EGUN對氦粒子進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),但這一過程能否在更復(fù)雜的材料中獲得成功還有待觀察。
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