基本介紹
- 中文名：光秤
- 發明者：上海交通大學朱卡教授
- 意義：用全光學方法代替傳統的電學測量
- 研究基礎：量子光學和納米材料
基本簡介,概述,詳細情況,各方評價,套用價值,提醒,
基本簡介
由上海交通大學朱卡的教授發明的為原子和質子等微觀粒子“稱重”的秤。它用全光學的方法代替了傳統的電學測量，被美國物理學會認為“有望帶領納米科學進入一個嶄新的測量領域。”
光秤
光秤概述
在量子信息和量子測量技術迅猛發展的今天，對量子奇異世界的探索已成為各國研究學者的不懈追求。朱卡的教授和李金金博士以量子光學和納米材料為研究基礎，在國際上首次提出了納米光學質譜儀，也就是“光秤”。“這將為量子測量技術、納米技術、生物醫學技術的發展提供嶄新的平台和新穎的思維方式。”
詳細情況
朱卡的教授告訴記者，他和他所指導的李金金博士以量子光學和納米材料為研究基礎，在國際上首次提出了納米光學質譜儀，也就是“光秤”，可以對生物DNA分子的質量、染色體的質量以及中性原子的質量進行無損高精度的光學測量。
現有的測量方法無法精確到單個原子的測量，而只能用一堆原子作為測量單位進行反覆測量，然後再進行估算原子的質量。那么怎樣用“光秤”來測出一個原子的質量？朱卡的教授介紹，把待測原子放在一個碳納米管表面，然後用兩束強弱不同的光同時照在碳納米管上，此時探測弱光的吸收譜，就可以精確得到碳納米管的振動頻率。我們要先後兩次測量碳納米管的振動頻率，得到放入原子前後碳納米管的振動頻率的變化量，通過計算就能得到落入碳納米管表面的單個原子的質量。“其實這裡並沒有包含物理學上的什麼新方面或新原理，但以前卻從來沒有人考慮過這樣一個方案。”
據朱卡的教授估算，通過全光控制的“光秤”，其靈敏度和精確度比傳統的電學質譜儀高出了將近三個數量級。
各方評價
對這一研究成果，美國物理學會評價:“這項研究工作有望帶領納米科學進入一個嶄新的測量領域。”國際公認的物理學界頂尖綜述期刊《Physics Reports》也刊登了朱卡的教授團隊該成果的長篇綜述性論文。自1971年創刊以來，該期刊一共只發表了以中國大陸科研機構為唯一單位的綜述性論文9篇，其中2000年以來共4篇，這也是上海交通大學首次以唯一單位在該期刊上發表論文。
套用價值
對單箇中性原子的測量研究已告一段落，朱卡的教授團隊正在研究通過“光枰”來對單個質子或中子進行測量。他們還希望把“光秤”套用到生物DNA分子的研究中去。據介紹，傳統的癌變DNA分子的質量應與正常的DNA分子不完全一樣的，利用高精度“光枰”稱重，或許可以更早更準地檢測到癌細胞的存在。
提醒
“光稱”還只處於理論研究階段，並不是套用發明（新華網明確這樣說）。
微觀理論研究的主要手段是量子假設基礎上的量子論。由於量子假設的自封性，使理論中很清楚的內容卻很難實驗驗證。特別是與質量有關的理論結果，很難成為套用。
光譜分析是比較成熟的技術，利用它找到微觀物質的量本身就非常重要，並不是只有質量才重要。所以說，朱卡的的“發明”是有確切意義的，但需要他繼續努力。如果真能稱質量，那比證明希格斯玻色子更重大；稱的不是質量，也是“真實的關係”，遲早會找到套用。
關於DNA質量測量與癌變沒什麼關係，因為DNA間的差異遠大於癌變導致的差異。
如果“稱”DNA內的片段差異，20世紀就有染色技術能實現，再搞一個更難的沒什麼意義。
