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深度解讀

激光捕捉金納米粒子聆聽(tīng)微觀世界

來(lái)源:新華網(wǎng)2014-10-20 我要評(píng)論(0 )   

激光捕捉到60納米寬的金粒子,沉浸在水中,周?chē)瞧渌?lèi)似物質(zhì)。然后,用另一束激光加熱其他的納米粒子,測(cè)量第一種粒子會(huì)有多大

 激光捕捉到60納米寬的金粒子,沉浸在水中,周?chē)瞧渌?lèi)似物質(zhì)。然后,用另一束激光加熱其他的納米粒子,測(cè)量第一種粒子會(huì)有多大的響應(yīng)運(yùn)動(dòng)。 

  一枚針掉在地上,是非常安靜的。但一個(gè)細(xì)菌會(huì)怎么樣呢?

   要聽(tīng)到小于一定尺寸的任何東西,通常都是很難做到的。但如果你有“納米耳”,就不會(huì)這樣。這種耳是微觀黃金粒子,被激光束捕捉,可以辨別的聲音比人類(lèi)通??梢月?tīng)到的,要弱一百萬(wàn)倍。 

  聲波產(chǎn)生,是因?yàn)榭諝獗粔嚎s和解壓,原因是壓力波。測(cè)量這種壓力,其實(shí)是測(cè)量空氣分子的來(lái)回運(yùn)動(dòng),這就會(huì)看到一種正弦波模式,正是這使聲音有一個(gè)給定的頻率。

   不過(guò),要在微小的尺度測(cè)量聲波,就需要一種方法,測(cè)量的運(yùn)動(dòng)也是在類(lèi)似的小尺度,而且沒(méi)有麥克風(fēng)可以做到這一點(diǎn)。這正是金粒子和激光束可以做到的。 

  激光束形成一副“光鑷”,激光束用透鏡聚焦,然后,這束激光就可以左右移動(dòng)微小粒子。這是一個(gè)常見(jiàn)的方法,用于許多領(lǐng)域,可研究分子生物學(xué)。 

  在這種情況下,光學(xué)物理學(xué)家約亨˙菲爾德們(Jochen Feldmann)和他的同事們,在德國(guó)慕尼黑大學(xué)(UniversityofMunichinGermany)光子學(xué)和光電子組,捕捉到60納米寬的金粒子,采用的就是激光。金粒子沉浸在水中,周?chē)瞧渌?lèi)似物質(zhì)。然后,科學(xué)家們用另一束激光加熱其他納米粒子,測(cè)量第一種粒子會(huì)有多少運(yùn)動(dòng),進(jìn)行響應(yīng)。

   他們得到的是一種方法,聽(tīng)到的振動(dòng)更為敏感,超過(guò)以往任何時(shí)候。他們甚至可以分辨,聲音來(lái)自哪個(gè)方向。三維陣列可以形成一幅聲學(xué)圖像,反映非常小的物體。

   那么,為什么關(guān)心細(xì)菌聽(tīng)起來(lái)像什么?還需要做一些研究,這才能成為一種實(shí)驗(yàn)工具,但早期跡象顯示,它可用于觀察微生物移動(dòng),所采用的方法是前所未有的。即使沒(méi)有別的意義,它也開(kāi)辟了一個(gè)全新的研究反向,就像超聲技術(shù)開(kāi)辟產(chǎn)前保健那樣。

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