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深度解讀

激光捕捉金納米粒子聆聽微觀世界

來源:新華網2014-10-20 我要評論(0 )   

激光捕捉到60納米寬的金粒子,沉浸在水中,周圍是其他類似物質。然后,用另一束激光加熱其他的納米粒子,測量第一種粒子會有多大

 激光捕捉到60納米寬的金粒子,沉浸在水中,周圍是其他類似物質。然后,用另一束激光加熱其他的納米粒子,測量第一種粒子會有多大的響應運動。 

  一枚針掉在地上,是非常安靜的。但一個細菌會怎么樣呢?

   要聽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通??梢月牭降?,要弱一百萬倍。 

  聲波產生,是因為空氣被壓縮和解壓,原因是壓力波。測量這種壓力,其實是測量空氣分子的來回運動,這就會看到一種正弦波模式,正是這使聲音有一個給定的頻率。

   不過,要在微小的尺度測量聲波,就需要一種方法,測量的運動也是在類似的小尺度,而且沒有麥克風可以做到這一點。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微小粒子。這是一個常見的方法,用于許多領域,可研究分子生物學。 

  在這種情況下,光學物理學家約亨˙菲爾德們(Jochen Feldmann)和他的同事們,在德國慕尼黑大學(UniversityofMunichinGermany)光子學和光電子組,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,周圍是其他類似物質。然后,科學家們用另一束激光加熱其他納米粒子,測量第一種粒子會有多少運動,進行響應。

   他們得到的是一種方法,聽到的振動更為敏感,超過以往任何時候。他們甚至可以分辨,聲音來自哪個方向。三維陣列可以形成一幅聲學圖像,反映非常小的物體。

   那么,為什么關心細菌聽起來像什么?還需要做一些研究,這才能成為一種實驗工具,但早期跡象顯示,它可用于觀察微生物移動,所采用的方法是前所未有的。即使沒有別的意義,它也開辟了一個全新的研究反向,就像超聲技術開辟產前保健那樣。

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