新聞事件：

• 美國科學家近日製造出了第一台四維電子顯微鏡

事件影響：

• 用來觀察原子尺度物質結構和形狀在極短時間內所發生的變化
• 可以非常直觀、清晰易懂地表現引發物質結構、形態、納米運動現象的原子級別的變化
• 無數物理和生物科學的探索將得以開展

美mei國guo科ke學xue家jia近jin日ri製zhi造zao出chu了le第di一yi台tai四si維wei電dian子zi顯xian微wei鏡jing，能neng夠gou用yong來lai觀guan察cha原yuan子zi尺chi度du物wu質zhi結jie構gou和he形xing狀zhuang在zai極ji短duan時shi間jian內nei所suo發fa生sheng的de變bian化hua。科ke學xue家jia用yong它ta拍pai攝she了le金jin和he石shi墨mo原yuan子zi的de活huo動dong。相xiang關guan論lun文wen發fa表biao在zai11月21日的《科學》（Science）雜誌上。

該項研究由1999年諾貝爾化學獎得主加州理工學院教授Ahmed Zewail領導完成。Zewail表示，給運動中的分子“拍照”為我們提供了時間維度信息，但無法了解空間維度相關信息。

用yong電dian子zi顯xian微wei鏡jing科ke學xue家jia可ke以yi得de到dao分fen辨bian率lv十shi億yi分fen之zhi一yi米mi以yi上shang的de物wu體ti三san維wei靜jing態tai結jie構gou，由you於yu電dian子zi速su度du越yue快kuai，其qi波bo長chang越yue小xiao，所suo以yi一yi般ban都dou會hui把ba電dian子zi加jia速su到dao極ji高gao速su度du。但dan光guang有you電dian子zi是shi無wu法fa同tong時shi在zai空kong間jian和he時shi間jian尺chi度du上shang觀guan測ce原yuan子zi行xing為wei的de。科ke學xue家jia必bi須xu小xiao心xin地di控kong製zhi電dian子zi，以yi使shi其qi在zai特te定ding的de時shi間jian間jian隔ge到dao達da樣yang本ben。Zewail和同事通過精確地控製電子，成功地在高分辨率電子顯微方法中引入了第四維——時間。

Zewail和同事用他們發明的“攝影術”觀guan測ce了le超chao薄bo金jin箔bo和he石shi墨mo層ceng的de原yuan子zi行xing為wei。石shi墨mo由you許xu多duo碳tan原yuan子zi層ceng組zu成cheng，在zai飛fei秒miao時shi間jian級ji中zhong
，這zhe些xie原yuan子zi會hui進jin行xing獨du特te而er一yi致zhi的de運yun動dong。但dan是shi研yan究jiu人ren員yuan發fa現xian在zai稍shao微wei長chang一yi些xie的de時shi間jian級ji——皮秒中
，石墨納米層（nanosheets）能發出聲波，研究得到的四維影像展現了這一過程。

研究小組關於此項進展的第二篇論文發表在《納米快報》(Nano Letters)上，Zewail和同事在這篇論文中描述了納米厚度石墨層在更長時間——長達千分之一秒——中是如何變化的。

Zewail表示：“這一全新的四維觀測技術可以非常直觀
、清晰易懂地表現引發物質結構

、形態、納米運動現象的原子級別的變化。”Zewail與加州理工生物學副教授Grant Jensen目前正在合作，試圖將這一觀測手段引入細胞內生物成像領域。

劍橋大學著名電子顯微術專家John Thomas說：“這一發明及其應用是如此具有革命性意義，從此無數物理和生物科學的探索將得以開展。”

加州理工化學與化學工程學院院長David Tirrell說：“這(zhe)一(yi)技(ji)術(shu)生(sheng)成(cheng)的(de)係(xi)列(lie)圖(tu)像(xiang)是(shi)非(fei)凡(fan)的(de)

，不(bu)僅(jin)提(ti)供(gong)了(le)前(qian)所(suo)未(wei)有(you)的(de)觀(guan)察(cha)分(fen)子(zi)和(he)材(cai)料(liao)行(xing)為(wei)的(de)手(shou)段(duan)
，還(hai)使(shi)得(de)從(cong)時(shi)間(jian)和(he)空(kong)間(jian)尺(chi)度(du)上(shang)直(zhi)接(jie)觀(guan)察(cha)複(fu)雜(za)的(de)結(jie)構(gou)變(bian)化(hua)成(cheng)為(wei)可(ke)能(neng)
，這(zhe)一(yi)成(cheng)果(guo)將(jiang)使(shi)我(wo)們(men)找(zhao)到(dao)理(li)解(jie)分(fen)子(zi)和(he)材(cai)料(liao)的(de)根(gen)本(ben)性(xing)的(de)新(xin)方(fang)法(fa)。”

加州理工學院教務長Edward M. Stolper表示：“觀測手段的提高對多個科學和技術領域的進展都有重要意義，Ahmed的這一開創性工作將領導新的科學和技術前沿。”

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