科學家發明捕獲單分子技術

德國馬克斯·普朗克協會弗里茨－哈貝爾研究所6月26日宣布，該機構研究人員發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。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。然后調節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穩地停在腳背上。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。
 
據介紹，這項技術可以用來測量分子不同激發態的壽命，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了一個新的研究領域。