科學家發(fā)明捕獲單分子技術

德國馬克斯·普朗克協(xié)會弗里茨－哈貝爾研究所6月26日宣布，該機構(gòu)研究人員發(fā)明了一種捕獲單分子的技術，這一技術為研究分子提供了一種全新的實驗途徑。
 
科學家很早以前就實現(xiàn)了用激光捕獲單原子，其機制是利用激光光子反向碰撞單原子，使其漸漸“剎車”直到接近靜止狀態(tài)。但是這種機制無法用來捕捉分子，因為單分子吸收了反向光子后也不會“剎車”。
 
弗里茨－哈貝爾研究所的研究人員想到了用周期電勢阱來抓住單分子。為此他們構(gòu)造了一個由1240條金箔電極等間距排列而成的微芯片，并使微芯片上方形成間隔為100微米的圓柱形周期電勢阱。這種電勢阱可以用來捕獲電偶極矩類型的分子。
 
研究人員把要捕捉的分子用分子束的形式打到微芯片上方。然后調(diào)節(jié)交流電頻率使得電勢阱以與分子束相近的速度運動。當分子與電勢阱的相對速度為零時，分子就會掉到電勢阱中出不來。形象地說，就好像技術高超的足球運動員通過腿部運動把迎面而來的足球穩(wěn)穩(wěn)地停在腳背上。然后研究人員緩慢降低電勢阱的速度，在這個過程中不斷收集相對速度為零的分子。到zui后，電勢阱連同它囚禁的分子一同“剎車”并逐漸達到靜止狀態(tài)。
 
據(jù)介紹，這項技術可以用來測量分子不同激發(fā)態(tài)的壽命，研究不同分子碰撞的過程，甚至還有助于量子計算機的研制。研究人員說，他們相信這一技術開創(chuàng)了一個新的研究領域。