“光秤”可测中性原子质量

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上海交通大学宣布，该校物理系教授朱卡的团队将碳纳米管、量子点和表面等离激元的复合系统等组合起来研究，发明了第一个全光控制的高灵敏纳米光学质谱仪——“光秤”。相关长篇综述性论文日前在《物理报告》（Physics Reports）刊发。

“这将为量子测量技术、纳米技术、生物医学技术的发展提供崭新的平台和新颖的思维方式。”朱卡的说。

朱卡的和团队成员李金金利用表面等离激元和纳米材料的耦合系统，首次提出用全光控制方法测量微观粒子质量。该方法可对生物DNA分子的质量、染色体的质量以及中性原子的质量进行无损高精度的光学测量。美国物理学会评价说：“这项研究工作有望带领纳米科学进入一个崭新的测量领域。”

朱卡的告诉记者，“光秤”在全光控制的环境中，不涉及任何电学参量，这就避免了电路造成的误差，在极大程度上提高了质量测量的灵敏度。另外，现有的测量方法没有精确到单个原子的测量，而只能用一堆原子作为测量单位进行反复测量，然后再估算原子的质量。通过全光控制，这种“光秤”的灵敏度和精确度比传统的电学质谱仪高出了将近3个数量级。朱卡的表示，这项研究在现有电学质谱仪上作了很大的提升和改进，用全光学的方法代替了传统的电学测量。

对单个中性原子的测量已告一段落，目前该团队正在进行的是通过“光秤”来对单个质子或中子进行测量的研究。朱卡的团队还希望把“光秤”应用到生物DNA分子研究中，提出了一种癌细胞DNA分子的检测方法。据介绍，传统的癌变DNA分子的质量应与正常的DNA分子不完全一样。

“这一高精度‘光秤’还可用于临床医学。比如，可以检测癌细胞的存在。”朱卡的说。

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