宇宙中的所有正常物质都是由微小的构建块组成的,这些构建块太小而无法用肉眼看到。
但我们人类不会让眼睛的物理限制在, 正确的?
上图是由前康奈尔大学、现供职于中国科学院的物理学家陈震领导的团队于 2021 年制作的。这些点是一块晶格中的原子原钨酸镨(镨氧化镨3),放大1亿倍。
图像边缘看起来有点模糊的唯一原因并不是因为分辨率差,而是因为原子不停地晃动,这导致了一些热运动模糊。
然而,无论技术多么先进,破纪录的分辨率都不太可能被打破。这是因为我们在这些原子尺度上能够达到的分辨率是有限的,而这几乎就是这样。
“这不仅创下了新纪录,”物理学家大卫·穆勒说康奈尔大学的,当他的团队的结果发表在科学。
“它已经达到了一个实际上将成为分辨率的最终极限的状态。我们现在基本上可以以一种非常简单的方式弄清楚原子在哪里。这为我们长期以来一直想做的事情开辟了很多新的测量可能性。”
这项成就是原子成像技术的巅峰之作,这种技术被称为叠层成像技术。
叠印术实际上并不是一种直接成像技术,而是一种干涉测量法。这就是通过干涉图案生成图像。将电子发射到正钪酸镨样品上;当这些电子撞击材料中的原子时,它们会反弹。
通过测量电子束移动时这些电子的反弹模式或散射,成像系统可以生成电子反弹的图像。
现在,由于原镨酸镨是一种化合物,因此您在这里看到的是三种不同类型的原子。连接在一起的成对的明亮斑点就是镨。单个明亮的斑点是钪。微弱的红色斑点是氧气。所有这些原子结合在一起形成纯净、完美的水晶陈和他的同事拍摄的。
原子成像的突破对物理学和工程学具有重要意义和应用,使我们能够以高分辨率和三维方式研究原子结构。我们可以将其用于从材料科学到量子通信的所有领域。
“我们希望将这一点应用到我们所做的一切中,”穆勒说。 “到目前为止,我们都戴着非常糟糕的眼镜。现在我们实际上拥有一副非常好的眼镜。为什么你不想摘下旧眼镜,戴上新眼镜,并一直使用它们呢?”
当人类真正用心去做时,他们能做出的事情是令人难以置信的。
您可以在以下位置找到该团队的完整论文:科学。








