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里程碑!科学家创建了新型量子显微镜,能观察到“不可能看到”的结构

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前瞻网 2021-06-11 09:55
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来自澳大利亚的研究人员创建了一个量子显微镜,可以更温和地探测生物样本,使我们可以观察到本来“不可能看到”的生物结构。

显微镜有着悠久的历史。而光学显微镜的诞生使我们可以观察到比头发丝还细一万倍的物质。它们改变了我们对细胞和细胞内DNA等分子的理解。但同时光学显微镜遇到了一个基本的障碍,用来照亮微小物体的明亮激光会对它们造成损害。

而创造一个可以避免物体损伤的显微镜是一个期待已久的里程碑。它代表了显微镜进入一个激动人心的新时代的第一步,以及更广泛的传感技术。

新型量子显微镜使用了一种叫做量子纠缠的性质,纠缠是粒子之间一种不同寻常的关联。研究人员用它来训练离开显微镜的光子,让它们表现自己,以一种非常有序的方式到达探测器。这样可以减少噪音。

一个关键的挑战是制造出激光显微镜能观测到的足够亮的量子纠缠。研究人员通过将光子集中成只有十亿分之一秒长的激光脉冲来做到这一点。这产生的纠缠比以前在成像中使用的要亮1万亿倍。

当在使用显微镜中时,纠缠激光提供了比其他方法在不破坏样品的情况下提供的图像清晰度高35%。研究人员用显微镜成像活细胞内分子的振动。这使他们能够看到传统方法无法看到的详细结构。

该研究结果发表在《自然》杂志上。

译/前瞻经济学人APP资讯组

参考资料:https://www.nature.com/articles/s41586-021-03528-w

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