革命性的：這些原子內(nèi)部圖片是由發(fā)射不同的激光產(chǎn)生的,。不同的顏色顯示了原子內(nèi)部不同粒子的密度。

鳳凰科技訊北京時(shí)間5月29日消息,，英國(guó)每日郵報(bào)報(bào)道,，近日科學(xué)家在一項(xiàng)或?qū)a(chǎn)生根本性的電子學(xué)新形式的開(kāi)創(chuàng)性試驗(yàn)中首次拍攝到原子的內(nèi)部，它將幫助我們更好的理解宇宙的基本構(gòu)建單元,。荷蘭的科學(xué)家利用激光和顯微鏡觀測(cè)到氫粒子的內(nèi)部,。在此之前從未拍攝到過(guò)這些圖片，因?yàn)橹八械膶?shí)驗(yàn)在來(lái)不及拍攝圖片時(shí)就已經(jīng)毀壞了粒子本身,。

荷蘭阿姆斯特丹的科學(xué)家通過(guò)利用一種能夠?qū)D片放大至2萬(wàn)倍的特殊鏡頭,，產(chǎn)生了一種“量子顯微鏡”，從而能夠觀察到原子內(nèi)部的情形,。

研究小組首先朝位于小室內(nèi)的氫原子發(fā)射兩束激光,，撞擊電子的速度和方向取決于它們背后的波動(dòng)函數(shù)。小室內(nèi)強(qiáng)大的電場(chǎng)會(huì)引導(dǎo)電子經(jīng)過(guò)一個(gè)透鏡和一個(gè)檢測(cè)器,，后者會(huì)在發(fā)出磷光的顯示屏上以亮環(huán)和暗環(huán)的形式展示電子的分布,，然后研究小組利用超高分辨率數(shù)碼相機(jī)拍攝下圖片。

這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)推動(dòng)了量子物理學(xué)家認(rèn)為可能的極限,，并潛在的或?qū)椭芯繉W(xué)者在未來(lái)設(shè)計(jì)超快的電子控制系統(tǒng),。量子理論并非描述粒子在哪里的理論，而是提供它所在地的描述,，也被稱(chēng)為波動(dòng)函數(shù),，它是一種描述粒子時(shí)間和空間行為的數(shù)學(xué)方式。

波動(dòng)函數(shù)類(lèi)似于聲波,，除了聲波的數(shù)學(xué)描述定義了空氣中分子在特定位置的運(yùn)動(dòng),，而波動(dòng)函數(shù)則描述了找到粒子的可能性。物理學(xué)家能夠從理論角度預(yù)測(cè)一個(gè)波動(dòng)函數(shù)可能的情形,，但測(cè)量波動(dòng)函數(shù)卻異常困難,，因?yàn)樗鼈儤O度脆弱。

最原始的原子分離機(jī)：歐內(nèi)斯特·盧瑟福（Ernest Rutherford）在成功的分離原子后,，被認(rèn)為是核物理學(xué)之父,。

科學(xué)家也曾嘗試直接觀察波動(dòng)函數(shù)，但往往在一個(gè)名為坍塌的過(guò)程中將它們毀滅,。因此想要實(shí)驗(yàn)性的測(cè)量一個(gè)波動(dòng)函數(shù)的特性,，研究人員需要從很多對(duì)同樣的原子或分子進(jìn)行的單獨(dú)的摧毀性測(cè)量中重建,。

荷蘭阿姆斯特丹物質(zhì)基礎(chǔ)研究基金會(huì)（FOM）荷蘭原子與分子物理學(xué)研究所（AMOLF）的物理學(xué)家演示了一個(gè)新的非摧毀性的方法,，并將這項(xiàng)研究發(fā)表在期刊《物理評(píng)論快報(bào)》上,。這項(xiàng)研究建立在1981年三名俄國(guó)理論學(xué)家提出的方案之上，近期的研究工作使得這一方案變?yōu)榭尚?。研究小組首先朝位于小室內(nèi)的氫原子發(fā)射兩束激光,，撞擊電子的速度和方向取決于它們背后的波動(dòng)函數(shù)。

歐內(nèi)斯特·盧瑟福被阿爾伯特·愛(ài)因斯坦（Albert Einstein）稱(chēng)為“第二個(gè)牛頓”,。

小室內(nèi)的強(qiáng)烈電場(chǎng)會(huì)引導(dǎo)電子至二維顯示器的位置,，后者主要依賴(lài)于電子最初的速度而非它們初始的位置。因此,，當(dāng)電子離開(kāi)氫原子核時(shí),，撞擊探測(cè)器的電子分布就與電子的波動(dòng)函數(shù)相匹配了。

儀器將電子分布以亮環(huán)和暗環(huán)的形式展示在一個(gè)發(fā)熒光的顯示屏上,，而研究小組利用高分辨率數(shù)碼照相機(jī)將其拍攝下來(lái),。研究小組負(fù)責(zé)人阿妮塔·斯托多爾納（Aneta Stodolna）說(shuō)道：“我們對(duì)獲得的結(jié)果非常滿(mǎn)意?！?/p>

科學(xué)偉人：阿爾伯特·愛(ài)因斯坦（Albert Einstein）

加拿大渥太華大學(xué)的物理學(xué)家杰夫·倫?。↗eff Lundeen）說(shuō)道：“這是一項(xiàng)有趣的實(shí)驗(yàn)，主要是因?yàn)樗詺錇檠芯繉?duì)象,，后者組成了宇宙的3/4,。” 倫丁表示研究小組“本質(zhì)上研發(fā)了一種新的技術(shù)”,，后者能夠成為科學(xué)家非常有用的工具,。

“這一工具直接將量子粒子的顯微鏡狀態(tài)放大到實(shí)驗(yàn)室可觀察的規(guī)模，這潛在的可以實(shí)現(xiàn)直接觀測(cè)和感知某些量子特性,。更實(shí)際的說(shuō),，這樣的量子顯微鏡可以輔助原子和分子規(guī)模科技的發(fā)展,?！?/p>

科學(xué)偉人艾薩克·牛頓（Issac Newton）

照射在原子內(nèi)部的粒子上的激光被反復(fù)使用多次，因此它們的活動(dòng)能夠被強(qiáng)大的顯微鏡所追蹤,?？茖W(xué)家選擇氫原子作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象是基于它的基本結(jié)構(gòu)。拍攝氫原子的圖片比拍攝任何其它物質(zhì)都要簡(jiǎn)單,。研究人員已經(jīng)開(kāi)始對(duì)氦粒子進(jìn)行實(shí)驗(yàn),，但將其應(yīng)用在更加復(fù)雜的物質(zhì)上，這個(gè)過(guò)程是否會(huì)成功現(xiàn)在仍是個(gè)未知數(shù),。（編譯/嚴(yán)炎劉星）