據(jù)美國國家地理網(wǎng)站報道,澳大利亞科學(xué)家已經(jīng)成功拍攝到歷史上第一張原子陰影的照片,這是人類史上在可見光下拍攝到的最小事物照片。研究者稱,這種成像技術(shù)對于基因科學(xué)的研究與密碼學(xué)領(lǐng)域?qū)碛芯薮蟮膶嵱脙r值。
這種開創(chuàng)性的攝影方法使用了一個電場來使載有電荷的鐿原子或者鐿離子在一個真空環(huán)境中處于懸浮狀態(tài),然后研究人員將一道寬度大約為原子本身寬度1000倍的激光射線照射在鐿原子上進(jìn)行拍攝。鐿原子吸收了激光射線的一部分,然后由此產(chǎn)生了一個陰影,并被安裝在顯微鏡上的一個棱鏡進(jìn)行放大,最終被一個電子照相機(jī)感應(yīng)原件拍攝到。
研究團(tuán)隊之所以使用鐿原子作為拍攝對象,是因為他們知道他們可以制造一道足夠強(qiáng)度的并且可以被這種元素所吸收的激光射線,這樣才能產(chǎn)生一個可以捕捉的陰影。
該項研究負(fù)責(zé)人、澳大利亞格里菲斯大學(xué)物理學(xué)家大衛(wèi)-凱烏平斯基介紹說:“每一種元素都會對不同特定波長的光產(chǎn)生反應(yīng),因此我們針對不同元素的原子運用該技術(shù)進(jìn)行拍照時需要使用到不同的激光射線系統(tǒng)設(shè)備。原子本身是在可見光能被看到的最小單位,因此研究團(tuán)隊這次拍攝到的原子陰影堪稱史無前例。成功拍攝到這幅照片之后,研究團(tuán)隊再次改進(jìn)了他們的技術(shù),拍攝到了比圖中所示的鐿原子的陰影還要暗兩倍的照片。”
目前,研究團(tuán)隊仍舊在提高拍攝圖片清晰度方面進(jìn)行改進(jìn)工作?;蛟S有一天我們可以有幸在照片上看到原子核周圍電子的運動所形成的陰影。
這項原子陰影成像技術(shù)或許有一天能夠幫助科學(xué)家通過向細(xì)胞照射激光射線的方式研究其中的DNA,通過觀察激光射線被吸收的情況來判斷DNA結(jié)構(gòu)。當(dāng)前用來解密DNA的方式,包括向DNA附著特殊的分子,都對細(xì)胞有著潛在的傷害。
這項技術(shù)有一天也能用在量子密碼網(wǎng)絡(luò)傳輸信息方面,使用單個原子作為信息載體并通過量子物理學(xué)來保證信息的私密性。凱烏平斯基表示:“我們的這項技術(shù)提供了一些新的途徑能夠讓原子傳遞更多的信息,或許,我們能在信息儲存節(jié)點上建立新的協(xié)議。