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我国“微观神眼”超级相机通过验收:皮秒级捕捉原子分子动态

2025-11-18
近日,我国在高端科学仪器领域取得重大突破——具有“超能力”的微观世界“超级相机”顺利通过技术验收,正式投入使用。这台被誉为“微观神眼”的先进设备,能够以皮秒(万亿分之一秒)级的时间分辨率,实时捕捉原子与分子的超快动态过程,仿佛为科学家提供了一双观察微观世界的“火眼金睛”,标志着我国在超快科学和微观观测技术领域迈入世界先进行列。
这台“超级相机”不是传统的光学相机,而是一套集成了超快激光、高时空分辨电子成像和精密控制系统的综合性科学装置。它通过超短脉冲激光激发样品,并利用超高灵敏度探测器捕捉原子和分子在极短时间内的结构变化。这台设备的时间分辨率达到了皮秒级别,空间分辨率更是达到了原子级别,真正实现了“既看得清,又看得快”的成像效果。
在微观世界中,化学反应、相变、能量传递等关键过程往往在皮秒甚至飞秒(千万亿分之一秒)尺度内完成。过去,由于技术限制,科学家只能通过间接手段推测这些过程的机制,如同“盲人摸象”。而如今,这台超级相机如同为科学家装上了“火眼金睛”,能够直接“看见”化学键的断裂与形成、电子的跃迁、晶格的振动等原本不可见的动态过程。
该设备的成功研制,对材料科学、生命科学、能源技术等领域具有深远影响。例如,在新型电池研发中,科学家可通过观察锂离子在电极材料中的迁移路径与速度,优化材料结构,提升电池效率与寿命;在药物设计中,可实时追踪药物分子与靶标蛋白的结合过程,加速新药开发;在基础物理研究中,也为探索量子态演化、超导机制等前沿问题提供了强有力的实验工具。
据悉,该“超级相机”由我国多家顶尖科研机构联合攻关,历经多年技术积累与自主创新,突破了超快电子源、低噪声探测、精密同步控制等多项“卡脖子”技术,实现了核心部件的国产化,打破了国外在高端科学仪器领域的长期垄断。
项目负责人表示,未来该装置将向全国科研单位开放共享,推动跨学科协同创新。同时,研发团队将继续向更高速度、更高分辨率迈进,力争在阿秒(十亿亿分之一秒)级观测领域实现新的突破。

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