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科学家利用激光器首次完成原子内部成像

2013-05-29 09:04
默菲
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  ——荷兰科学家使用激光器和强大的显微镜拍摄功能揭开了原子内部的神秘面纱,绘制出以前从未见过的氢原子内部图像,此前的观点认为由于原子太小,使得下一步的研究停止了前进。图中显示了原子内部的图像,其由不同激光器发射作用形成,图中的不同颜色则代表了原子内部“电荷云”密度分布情况。来自阿姆斯特丹的科学家则通过一种特殊的镜头将观测目标图像放大2万倍,使我们可以看清原子内部的情景。对此,研究小组组长Aneta Stodolna认为从量子物理角度看,这可能是观测的极限。

  拍摄原子内部图像的原理:科学家将两束激光导入氢原子室,根据波函数以一定的速度和方向移除原子内的电子,最后利用电场束缚电子的运动方向并使其穿过电子探测器,打在磷光屏幕,出现明暗交替的环形纹路,研究团队在该过程中使用了高分辨率的数字相机。

  这是一张革命性的发现图像,通过不同激光发射器创建了原子内部的情景,不同颜色表示原子内部“电荷云”的密度

  在原子核物理学方面,欧内斯特·卢瑟福被认为是该领域的奠基人,他首次成功进行了阿尔法粒子轰击氦核的实验,并发现质子,这次核反应实验使得原子被成功分裂。进行本项研究的物理学家来自荷兰物质基础研究实验室。加拿大渥太华大学物理学家Jeff Lundeen认为这是一个有趣的实验,因为其调查的对象为占据宇宙四分之三空间的“氢”,目前研究小组正在开发一种新的技术,通过多次激光照射以及高倍显微镜成像研发出新型观测工具。科学家计划使用多次激光照射,配合高倍显微镜发现原子内部的构造,本次试验可能揭开更大更复杂物质的面纱。

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