这张令人惊叹的照片是我们见过的最高分辨率的原子

宇宙中所有的正常物质都是由微小的积木组成的，这些积木太小了，肉眼无法看到。

但我们人类不会让眼睛的物理限制阻止我们看我们想看的东西，对吧？

你在上面看到的这张照片是由物理学家陈震（音译）领导的一个团队在2021年拍摄的，他曾在康奈尔大学工作，现在在中国科学院工作。这些点是一块正钪酸镨（PrScO3）的晶格中的原子，放大了1亿倍。

图像边缘看起来有点模糊的唯一原因不是因为分辨率差，而是因为原子不停地晃动，这导致了一点热运动模糊。

然而，无论技术有多先进，这个破纪录的分辨率都不太可能被打破。这是因为我们在原子尺度上所能达到的分辨率是有限的，这就是极限了。

康奈尔大学的物理学家大卫·穆勒在他的团队的研究结果发表在《科学》杂志上时说：“这不仅仅是创造了一个新纪录。”

他说：“这个机制实际上将成为解决问题的最终极限。我们现在基本上可以用一种非常简单的方法找出原子的位置。这为我们长期以来一直想要做的事情开辟了许多新的测量可能性。”

这一成就是原子成像技术的巅峰之作，这种技术被称为叠层相干衍射成像。

叠层相干衍射成像实际上并不是一种直接成像技术，而是一种干涉测量法。这是由干涉图案生成的图像。将电子发射到正钪酸镨样品上；当这些电子碰到材料中的原子时，它们会被弹开。

通过测量光束移动时这些电子的反弹模式或散射，成像系统可以生成电子反弹的图像。

现在，因为正钪酸镨是一种化合物，你在这里看到的是三种不同的原子。一对明亮的斑点连在一起就是镨。单个明亮的斑点是钪。淡红色的斑点是氧气。所有这些原子结合在一起，形成了陈震和他的同事们拍摄的纯净、完美的晶体。

原子成像方面的突破对物理学和工程具有影响和应用，使我们具有研究高分辨率和三维原子结构的强大能力。我们可以将其用于从材料科学到量子通信的各个领域。

穆勒说：“我们希望把这一点应用到我们所做的一切事情上。到目前为止，我们都戴着非常糟糕的眼镜。现在我们有一对很好的。你为什么不想把旧眼镜摘下来，戴上新眼镜，一直用呢？”

当人类真正用心去做的时候，他们能做的事情是不可思议的。

你可以在《科学》杂志上找到该团队的论文全文。