单原子 X 射线首次突破将“改变世界”

许多正常人不会意识到科学从未能够对单个原子进行 X 射线检查。

目前最好的同步加速器扫描仪可以对 X 射线进行成像——大约 10,000 个原子——但单个原子产生的信号对于传统探测器来说太弱了。 迄今为止。

这一壮举的实现要归功于伊利诺伊州阿贡国家实验室使用称为 SX-STM（同步加速器 X 射线扫描隧道显微镜）的技术专门建造的同步加速器仪器。

这一突破背后的研究人员表示，它为寻找治疗主要危及生命的疾病、开发超快量子计算机以及材料和环境科学的其他进展铺平了道路。

原子是构成分子的粒子，也是任何物质可以化学分解的极限。 在一个高尔夫球中，有许多可以放入地面的高尔夫球。

SX-STM 现在可以将其缩放到无限小的程度。 这一壮举被描述为物理学的“圣杯”，也是解释这一发现的论文的第一作者、俄勒冈州立大学教授 Saw Wai Hla 的长期梦想。

“可以使用扫描探针显微镜对原子进行常规成像——但如果没有 X 射线，人们无法判断它们是由什么构成的，”Hla 博士解释说。 我们现在可以准确地检测一个特定原子的类型，一次一个原子，我们可以同时测量它的化学状态。 这一发现将改变世界。”

自 1895 年伦琴 (Roentgen) 发现 X 射线以来，X 射线已用于数十种应用和领域，从医学检查到机场安全检查。

其他重大突破： 新的大脑植入装置可以恢复瘫痪肢体的功能

NASA 的火星探测器好奇号配备了 X 光机来检查岩层。

X 射线在科学中的一个重要用途是确定样品中材料的类型。 多年来，由于同步加速器 X 射线的发展，X 射线检测所需样品中的材料量已大大减少。

SX-STM 收集激发电子，即原子外表面上围绕内部质子和中子移动的粒子，以这种方式产生的光谱就像指纹一样，可以准确检测原子。

更多物理新闻： 数学家发现难以捉摸的“爱因斯坦”形状：“破坏系统的奇迹”

俄亥俄州立大学博士生第一作者 Tululop Michael Ajay 说：“这项研究中使用的技术和展示的概念为 X 射线科学和纳米级研究开辟了新视野。”

“更重要的是，使用 X 射线检测和表征单个原子可以彻底改变研究，并在环境和医学研究中的定量信息和痕量元素检测等领域产生新技术，仅举几例。”

“这一成就也为材料科学中的先进设备开辟了道路。”

与您的科学家朋友分享这个有趣的物理学圣杯……