揭开微观世界的神秘面纱:史上最快显微镜实现电子运动观测
通过进一步优化这些技术,科学家们不仅缩短了显微镜的曝光时间,还提高了其分辨率,使其能够捕捉到电子的独特运动。这个被称为“阿秒显微镜”的设备与以往的电子显微镜不同,它使用精心同步的光脉冲来辅助生成超短电子脉冲,并将其应用于样品上,观察电子在原子内部的动态变化,电子枪发射出超短的电子脉冲,这些脉冲会撞击到待...
王贻芳院士:粒子物理到尽头了吗?中国有哪些作为?
最早靠的是显微镜,可以看到的最小尺度为10-7米;然后是电子显微镜,最小观察尺度推进了三个量级,到达10-10米;但正常情况下的电子能量终究是有限的,所以需要依靠加速器把电子提升到更高的能量,即更短的波长。如此一来,可以观测到的最小尺寸又提升了5个量级,约10-15米。未来再往下也一样,由于测不准原理,为了...
电子为何拥有波粒二象性?它到底是粒子还是波?
例如,电子显微镜就是利用电子的波动性来提高分辨率,从而实现对微小物体如细菌、病毒甚至是生物分子的详细观察。电子显微镜中的电子波被强磁场放大,类似于光学显微镜中使用透镜放大光波,使得科学家能够研究物质的微观结构,推动了生物学和材料科学的快速发展。随着技术的进步,我们对电子波粒二象性的理解也在不断深入。在纳...
人类是如何探测微观粒子的?粒子能无限分割下去吗?
但如果我们要观察原子或分子这样的微观粒子,就需要使用波长更短的光,比如紫外线或X射线。这些短波长光子的能量足以揭示出物质的微观结构,帮助我们构建起对微观世界的认识。在利用光的波粒二象性进行微观粒子探测的实践中,电子显微镜技术发挥了举足轻重的作用。与使用光子作为探测粒子的光学显微镜不同,电子显微镜使用电子...
重要发展里程碑:中国计划建造全球最大的粒子对撞机!
在地下一条100公里长的隧道中,或将诞生一台巨大的“显微镜”,可以窥探地球乃至宇宙深处的秘密。中国计划建造的世界最大粒子对撞机——环形正负电子对撞机(CEPC),将推动基础科学研究的进步,还可能彻底改变我们对宇宙的理解。揭秘:微观世界的“超级赛道”粒子对撞机就像微观世界的“超级赛道”。在这个精密设备中,...
北航团队研发超分辨光子力显微镜,突破水溶液亚飞牛灵敏度
同时,他们检测到的最小电场力为108.2aN(www.e993.com)2024年9月19日。这也意味着,通过使用光子力显微镜,该团队在水溶液中首次实现了飞牛级别的测力精度突破。图|在均匀电场中测量被捕获单个纳米粒子的电场力的示意图(来源:NaturePhotonics)在此基础之上,他们进一步探讨了单个纳米颗粒与金膜的相互作用力。借此发现:当光镊操控纳米粒子...
纳米尺度下的单粒子追踪,厦门大学方宁团队用 AI 奏响「细胞里的...
为了在细胞的三维空间中实时、精确地追踪分子的运动,厦门大学方宁教授团队基于深度学习研发了一种自动化、高速、多维的单粒子追踪系统,打破了细胞微环境中纳米颗粒旋转追踪的局限性,实现了在纳米尺度下,全方位、精准追踪活细胞内单分子/单个纳米颗粒,不仅追踪了其在三维空间的位移,还首次观测到分子/纳米颗粒的旋转运动。
东莞:“超级显微镜”扩容 新技能加身研究能力将大幅提升
中国散裂中子源就像一台“超级显微镜”,观测对象的尺度能达到原子和分子层级。中国散裂中子源先把质子加速到一定的能量,再把质子束当成“炮弹”,去轰击重金属靶从而产生大量中子。科学家通过特殊装置“操控”中子,用中子做探针观察微观世界。目前装置主要包括一台负氢离子直线加速器、1台快循环质子同步加速器、1个...
以显微镜之父命名的超算安腾,颠覆了6次获得诺奖的显微镜技术?
2014年,诺贝尔化学奖颁给了超分辨率荧光显微镜。这一技术的最主要的价值在于使光学成像分辨率达到纳米尺寸,生物学家从此可以观察到活细胞在纳米尺度下的活动2017年,诺贝尔化学奖颁给了用于溶液中生物分子结构的高分辨率测定的冷冻电子显微镜技术,这项技术将生物化学带入一个新时代...
探索微观世界的超级显微镜(开卷知新)
物理学有一条基本规律,研究越小的尺度,需要越高的能量。随着物质结构的研究深入到原子核和粒子的层次,研究物质微观结构的尺度越来越小,就需要使用能量越来越高的粒子。加速器可以产生高能量粒子,加速器做得越大,能量有可能越高,于是催生了各种基于大型加速器的重大科技基础设施,也称大科学装置。