美媒：分辨率最高顯微鏡問世

參考消息網6月12日報導據美國《大眾科學》月刊網站6月7日報導，一群物理學傢離科學傢眼中的物體能被放大的極限又近了一步。該團隊此前就保持著用顯微鏡實現的最高分辨率的世界紀錄。他們發表在美國《科學》周刊上的論文進一步縮小了離極限的距離。

論文作者之一、美國康奈爾大學物理學傢戴維·馬勒說：「這是人類歷史上分辨率最高的成像方式。」

報導稱，為不斷接近顯微鏡分辨率的極限，康奈爾大學的物理學傢選擇了一條鮮有人走的道路：他們徹底棄用鏡片，轉而向一個物體發射電子，然後觀察它們如何散射。

報導還稱，這些電子飛行時，上述物體的原子會使轟擊電子偏離軌道，讓它們在物體遠端彎曲形成一個圖像。通過從多個位置向一個物體發射電子，可以拍下大量圖像。借助現代計算機，可以將這些圖像拼接在一起、重構該物體的微觀圖像。

這種做法被稱為疊層衍射成像技術。上述論文的另一名作者、美國阿爾貢國傢實驗室的物理學傢江屹（音）說，半個世紀以來，科學傢一直從理論角度談論電子疊層衍射成像，但直到最近5年，這種技術才真正具備可行性。

一方面，科學傢過去手里沒有能精確定位足夠多電子的落點的探測器。另一方面，電子特別容易被胡亂地拋向各個方向，甚至在單個原子的作用下就會發生這種情況。即使借助現代計算機也很難厘清電子散射路徑。因此，當涉及分辨率紀錄時，像差校正器遙遙領先於疊層衍射成像技術。

但康奈爾大學團隊認為，人類有望實現電子疊層衍射成像技術。到21世紀10年代中期，他們已研發出最先進的電子探測器。為此，他們借鑒了X射線科學傢的算法。他們還通過調低電子束強度和盡可能銼薄物體來簡化這個問題。

2018年，這種做法奏效了。康奈爾大學團隊擊敗像差校正器，實現了有史以來最高的顯微鏡分辨率，並創造了一項吉尼斯世界紀錄。

當然，這不是一種完全可靠的方法。馬勒說：「我們所能做的就是，使用只有一兩個原子厚的材料。」

但該團隊想知道能否進一步提高分辨率。他們有能做到這一點的設備，但需要用計算機來厘清電子煩人的散射路徑。歸根結底，他們需要奮力解決一個80年來一直沒有得到解決的物理學問題。

報導稱，康奈爾大學團隊花了3年時間來修改算法。

結果呢？他們打破了自己保持的世界紀錄，新實現的分辨率是原來的兩倍。

未參與撰寫這篇論文的阿爾貢國傢實驗室計算科學傢馬修·約瑟夫·切魯卡拉說：「這篇論文是一項里程碑。它展示了先進算法和計算在突破和超越顯微鏡物理局限方面的威力。」