成為一名原子捕手

老咪：老師說(shuō)，想要觀察一個(gè)原子是不可能的，哪怕用光學(xué)顯微鏡。

柯貝西：因?yàn)樵颖瓤梢?jiàn)光的波長(zhǎng)還要小。

老咪：所以我們永遠(yuǎn)不可能觀測(cè)到原子嗎？

柯貝西：當(dāng)然不是，新西蘭物理學(xué)家安德生就創(chuàng)造出一種捕獲并且拍攝一個(gè)小小原子的技術(shù)。

為什么用光觀測(cè)原子十分困難？

*光的波長(zhǎng)要遠(yuǎn)大于單個(gè)原子的大小，而光學(xué)顯

微鏡依賴(lài)樣品的反射光波來(lái)觀察。

*原子運(yùn)動(dòng)得很快，以接近聲音的速度飛來(lái)飛去。

*原子不是獨(dú)行俠，喜歡扎堆一起運(yùn)動(dòng)。

讓原子“冷靜”一下

首先，我們要讓活潑的原子堆安靜下來(lái)。安德生想了個(gè)絕佳的辦法：激光冷卻技術(shù)。

光的力氣可不小。在微觀世界，尤其是納米級(jí)別的微小尺度上，光會(huì)像石頭一樣“砸”在原子上。“激光冷卻”就利用了這一現(xiàn)象。只要將一束能量很高的激光迎面打向原子堆，高速運(yùn)動(dòng)中的原子就像挨了當(dāng)頭一棒，冷靜下來(lái)，速度減慢到可以觀測(cè)的程度

從多到一

原子們“冷靜”后，就需要從中“敲”出一個(gè)來(lái)。這時(shí)，“準(zhǔn)共振光波”就可以上場(chǎng)了。

“準(zhǔn)共振光波”就是接近原子運(yùn)動(dòng)頻率的光波，它可以讓原子群內(nèi)部的原子互相碰撞。不斷重復(fù)這個(gè)過(guò)程，就會(huì)撞出單個(gè)的原子。

拍照片嘍

終于！我們“捉”到了一個(gè)原子。為了能拍到它，我們需要一個(gè)可以在黑暗的宇宙中，探測(cè)到微小光子的太空望遠(yuǎn)鏡深空鏡片。

當(dāng)原子到達(dá)鏡片焦點(diǎn)時(shí)，我們發(fā)射一束準(zhǔn)共振光，使原子發(fā)出熒光。這時(shí)候，透過(guò)深空望遠(yuǎn)鏡鏡片，就能看見(jiàn)正在發(fā)光的原子模樣。

“咔嚓！”按下快門(mén)，一張?jiān)诱掌屯瓿蓢D。

原子精度的未來(lái)

抓住一個(gè)原子了，我們能用它來(lái)干什么呢？

單原子控制技術(shù)可以讓晶體管的尺寸降到原子級(jí)，猜猜到時(shí)候電腦、手機(jī)會(huì)變得多小呢？

掌握單原子控制技術(shù)，還可以深入了解原子反應(yīng)，創(chuàng)造出自然界不存在的合成分子。

實(shí)現(xiàn)捕捉原子的瘋狂想法一定讓你很振奮吧，只要勇于實(shí)踐、探索，就沒(méi)有不能完成的夢(mèng)想哦。