我學者發明「光秤」可測中性原子質量—新聞—科學網

2021-01-12 科學網

 

本報訊（記者黃辛）近日，上海交通大學宣布，該校物理系教授朱卡的團隊將碳納米管、量子點和表面等離激元的複合系統等組合起來研究，發明了第一個全光控制的高靈敏納米光學質譜儀——「光秤」。相關長篇綜述性論文日前在《物理報導》（Physics Reports）刊發。

 

「這將為量子測量技術、納米技術、生物醫學技術的發展提供嶄新的平臺和新穎的思維方式。」朱卡的說。

 

朱卡的和團隊成員李金金利用表面等離激元和納米材料的耦合系統，首次提出用全光控制方法測量微觀粒子質量。該方法可對生物DNA分子的質量、染色體的質量以及中性原子的質量進行無損高精度的光學測量。美國物理學會評價說：「這項研究工作有望帶領納米科學進入一個嶄新的測量領域。」

 

朱卡的告訴記者，「光秤」在全光控制的環境中，不涉及任何電學參量，這就避免了電路造成的誤差，在極大程度上提高了質量測量的靈敏度。另外，現有的測量方法沒有精確到單個原子的測量，而只能用一堆原子作為測量單位進行反覆測量，然後再估算原子的質量。通過全光控制，這種「光秤」的靈敏度和精確度比傳統的電學質譜儀高出了將近3個數量級。朱卡的表示，這項研究在現有電學質譜儀上作了很大的提升和改進，用全光學的方法代替了傳統的電學測量。

 

對單個中性原子的測量已告一段落，目前該團隊正在進行的是通過「光秤」來對單個質子或中子進行測量的研究。朱卡的團隊還希望把「光秤」應用到生物DNA分子研究中，提出了一種癌細胞DNA分子的檢測方法。據介紹，傳統的癌變DNA分子的質量應與正常的DNA分子不完全一樣。

 

「這一高精度『光秤』還可用於臨床醫學。比如，可以檢測癌細胞的存在。」朱卡的說。

 

《中國科學報》 (2013-04-11 第1版 要聞)

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