一根铅笔有多长?一根头发有多细?一个原子有多大?
第一个问题,小学生只要掏出刻度尺量一下就能知道了。第二个问题,中学生稍动脑筋,可以从实验室里借来一把“螺旋测微器”来得出结果,而第三个问题,就需要大量专业人士好好研究一番了。
的确如此“测微”“显微”是科学领域上重要的工作。年的诺贝尔化学奖得主威廉.艾斯科.莫尔纳尔教授就是因提高的光学显微镜的分辨率而获奖的。
▲年3月,莫尔纳尔教授来到南京一中与同学们交谈,笔者(教授右侧学生)有幸参与
在以前的理论上,光学“测微”并不很吃香。依据波动理论,它的分辨率仅仅是所用光波长的一半。换而言之,原子这么小的物体,在可见光下“不可见”。
近日,新加坡南洋理工大学的NikolayZheludev教授和GuanghuiYuan博士找到了用近红外光“测微”的新方法,依据计算分辨率大概是一个原子的大小,能够达到纳米尺度。
通过使用有切缝的纳米厚的金箔,研究者们利用“超级振荡”这一量子物理的研究结果来提高分辨率。
“有两个切缝,”Yuan博士说,“它们恰好成直角。当偏振激光打上金箔时,它能够产生干涉条纹。条纹中含有高分辨率的信息。”
▲光学“标尺”的原理
Zheludev教授乐观地表示,这种发现很可能在工业中得到应用。据称,在与通信技术息息相关的半导体行业甚至光电装置上,这种技术都能发挥作用。
▲制造通讯卫星是不是也能用上这把“尺子”呢?
理性边界