量子X射線顯微鏡即將問世

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【新唐人北京時間2020年12月03日訊】美國能源部的布魯克黑文國家實驗室(BNL)開始建造使用量子特性改進的X射線顯微鏡。研究者表示,這是顯微鏡技術突破性的飛躍,實現使用少量的X射線,在不損傷敏感樣品的基礎上達到和現有一樣的高精確度透視。

X射線顯微鏡能展示各種材料在微觀下的粒子結構、化學成分和電子結構,近年來這種技術在幫助研究人員了解蛋白結構、更好地開發藥物等領域有著不可低估的作用。

研究者表示,然而X射線顯微鏡還有可以改進的地方,比如,因為大量的高能射線往往會損傷一些精細的生物樣品,比如植物細胞、病毒和微生物等。而如果使用少量的射線,雖然可以保護樣品,但是成像的分辨率也大幅降低。

這項新研究的負責人之一麥克斯威尼(Sean McSweeney)說:「如果我們成功造出一個量子X射線顯微鏡,就能夠用很少量的X射線,完成高分辨率的生物分子成像。」

研究介紹說這主要通過一種稱為關聯成像的技術達到這一目的。關聯成像技術現在已經用於可見光成像,但是將其應用於X射線,則是一項重要的突破。

主要研究員弗魯拉蘇(Andrei Fluerasu)說,傳統X射線成像技術都是向探測器發射單束的光子,而關聯成像技術讓X射線分成具有量子糾纏關係的兩束光子,只讓其中一束穿過樣品。由於兩束光子糾纏的關聯性,通過數學計算,就能將兩束射線的信息關聯起來。雖然只有一部分射線穿過樣品,但是並不會降低成像的分辨率。

研究團隊估計需要兩三年的時間將這一技術與X射線顯微鏡整合,目標在2023年,對微米尺度的物體成像分辨率達到10納米以下。

(轉自大紀元/責任編輯:葉萍)

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