单原子x射线首次突破,将“改变世界”

   日期:2024-10-14     来源:本站    作者:admin    浏览:93    

  

  

  单个原子首次被x射线照射,科学家们相信这一突破将“改变世界”,因为它为寻找治疗重大威胁生命疾病的方法铺平了道路。

  原子是物质中不能被化学分解的最小部分,一个高尔夫球里的原子和一个地球上的高尔夫球一样多。

  专家们现在可以识别出它们的成分——精确到无限小的程度。这一壮举被称为物理学的“圣杯”。

  该研究的第一作者、美国俄亥俄大学的Saw Wai Hla教授说:“原子可以用扫描探针显微镜进行常规成像,但如果没有x射线,人们就无法知道它们是由什么组成的。”

  When X-rays (blue color) illuminate o<em></em>nto an iron atom (red ball at the center of the molecule), core level electrons are excited

  “我们现在可以准确地检测到一个特定原子的类型,一次一个原子,并同时测量它的化学状态。

  “一旦我们能够做到这一点,我们就可以追踪到材料的最终极限,只有一个原子。

  “这将对环境和医学科学产生巨大影响,甚至可能找到一种对人类产生巨大影响的治疗方法。”这一发现将改变世界。”

  原子是宇宙中所有物质的基本组成部分。大多数会持续到永远。

  自从1895年伦琴发现x射线以来,x射线已被广泛应用,从医学检查到机场的安全检查。

  美国宇航局的好奇号火星探测器配备了一个设备来检查岩石的成分。

  (Left) An image of a ring shaped supramolecule wher<em></em>e o<em></em>nly one Fe atom is present in the entire ring. (Right) X-ray signature of just one Fe atom

  x射线在科学上的一个重要用途是鉴定样品中材料的种类。多年来,由于同步加速器x射线源和新仪器的发展,x射线检测所需样品中的材料数量大大减少。

  目前最先进的同步加速器扫描仪可以用x射线扫描一个原子图——大约10000个或更多的原子。原子产生的信号非常微弱,传统的探测器无法使用。

  赫拉教授说,这项发表在《自然》杂志上的壮举是一个长期以来的梦想。

  这要归功于伊利诺斯州阿贡国家实验室专门建造的同步加速器仪器。

  这项被称为SX-STM(同步加速器x射线扫描隧道显微镜)的技术收集了激发态电子——原子外部围绕质子和中子运动的粒子。

  光谱就像指纹一样,每个指纹都是独一无二的,可以准确地检测到它是什么。

  美国团队的另一个关键目标是研究环境对单个稀土原子的影响。

  Hla教授说:“我们也探测到了单个原子的化学状态。”

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