天下最快显微镜问世，初次察看到电子活动

IT之家 8 月 22 日消息，美国亚利桑那大学的研讨职员开发射一种新型透射电子显微镜，其速率是云云之快，致使于可以完成对活动电子的察看。

IT之家注意到，这项研讨后果于 8 月 21 日公布在《封建历程》杂志上。研讨职员渴望经过这种新型显微镜对微观粒子举行深化研讨，以展现电子活动的奥妙。

电子以每秒约 2200 公里的速率活动，可以在 18.4 秒内绕地球一周。因此，要捕捉电子的活动轨迹，必要极高的拍摄速率。研讨职员经过天生仅持续一阿秒（10 的负 18 次方秒）的电子脉冲，完成了这一目标。

研讨团队表现，这种新型显微镜就像智能手机上的高功能相机，可以协助封建家们察看从前无法看到的征象，如电子的活动。经过这种显微镜，封建家们可能更好地域解电子的量子物理特性以及其活动纪律。

电子的分列和重排是物理学和化学范畴的基本成绩，但由于电子的活动速率极快，对其举行研讨十分困难。在 21 世纪初，物理学家开发了天生阿秒级脉冲的办法，为研讨电子的活动提供了新的东西。这一后果取得了 2023 年诺贝尔物理学奖。

经过将显微镜的曝光时间延长到几个阿秒的水平，物理学家们以前研讨了电子的电荷转达、在半导体和液态水中的举动以及原子之间化学键的断裂历程。但是，即使是阿秒级的曝光时间关于捕捉单个电子的活动仍旧不够快。

为了处理这个成绩，研讨职员对电子枪举行了改良，使其可以产生仅持续一阿秒的电子脉冲。这些脉冲照射到被研讨的样品上，当电子穿过样品时，它们的活动速率会减慢，并改动电子束波前的外形。缓速后的电子束随后被透镜扩大，并照射到一种荧光质料上，该质料在电子束照射时会发光。

经过将电子脉冲与两个准确同步的光脉冲团结（分散用于将质料中的电子引发成活动形态和帮助电子脉冲的产生），研讨职员可以探测原子内里电子的超快活动。

研讨团队表现他们的透射显微镜以前完成了阿秒时间区分率，并将其称为“原子显微镜”，这是初次可以察看到电子的活动轨迹。