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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。然後,用另一束激光加熱其他的納米粒子,測量第一種粒子會(hui) 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。然後,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(ge) 細菌會(hui) 怎麽(me) 樣呢?

   要聽到小於(yu) 一定尺寸的任何東(dong) 西,通常都是很難做到的。但如果你有“納米耳”,就不會(hui) 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常可以聽到的,要弱一百萬(wan) 倍。 

  聲波產(chan) 生,是因為(wei) 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(hui) 看到一種正弦波模式,正是這使聲音有一個(ge) 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,然後,這束激光就可以左右移動微小粒子。這是一個(ge) 常見的方法,用於(yu) 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(men) (Jochen Feldmann)和他的同事們(men) ,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。然後,科學家們(men) 用另一束激光加熱其他納米粒子,測量第一種粒子會(hui) 有多少運動,進行響應。

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

   那麽(me) ,為(wei) 什麽(me) 關(guan) 心細菌聽起來像什麽(me) ?還需要做一些研究,這才能成為(wei) 一種實驗工具,但早期跡象顯示,它可用於(yu) 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(yi) ,它也開辟了一個(ge) 全新的研究反向,就像超聲技術開辟產(chan) 前保健那樣。

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