2005年10月12日
一组国际研究者EPFL(洛桑理工学院)中,得克萨斯大学奥斯汀分校并欧洲分子生物实验室海德堡 德国证明 单粒子的布朗运动 与世纪前爱因斯坦假设不同
报结果发布于10月11日物理审查字母提供直接物理证据验证描述Brownian运动标准理论校正形式yabo214实验跟踪单粒子在微秒尺度和纳米长度尺度中的Brownian波动,标志流体悬浮单微粒子首次以如此高精度测量
yabo214百年前爱因斯坦首次量化Brownian运动,显示悬浮液粒子不规则移动是由周围流体分子随机热振
科学家后来发现生物细胞中许多基本过程由Brownian运动驱动yabo214正因为布朗粒子随机遍历周游,它们极有可能用作纳米级探针研究者可以通过分析粒子的布朗轨迹获取详细信息
深入探索无限小世界时, 难免过分强调彻底理解布朗运动的重要性, EPFL首席研究者Sylvia Jeney评论
研究者已经知道一段时间 当粒子比周围流体分子大得多时 就不会经历爱因斯坦预测的完全随机运动yabo214粒子与周围粒子相冲突后增强时, 粒子将在其近邻置换流水这会改变流场, 流性惯性会回弹粒子此时粒子自身惯性也将展开作用单粒度上没有直接实验证据支持量化这些效果
研究团队使用名为光力显微镜技术提供这一证据构建单微量粒子光学陷阱 并记录其二分微量波变新的显微镜允许我们极精度测量粒子位置,德州大学教授Ernst-Ludwig Florin,研究组成员
高分辨率测试发现粒子从弹道运动向悬浮运动过渡所需时间比经典理论预测长
Jeney表示:「这项工作提升我们对现象的理解, 提供短期动态效果基本物证”。
其结果验证方程正确描述Brownian运动, 并突出事实, 偏离标准理论在极小时间尺度上变得越来越重要
研究者开发精密高分辨率实验技术探索纳米世界时,布朗运动的这些动态细节将变得越来越重要。
博士Jeney在2005年8月瑞士光学和显微镜学会会议上获得SSOM奖,以表彰她在光力显微镜中的工作,即本研究使用技术
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