美国麻省理工学院有个科研小组开发出了一台新型太赫兹显微镜，直接把太赫兹光聚焦到了微观尺度上，给科学界带来了一次不小的震动。这次他们成功地突破了太赫兹光衍射极限，让太赫兹波直接探入超导材料内部，把那些几十年来隐藏起来的电子行为全都给显现了出来。太赫兹辐射位于微波和红外之间，频率高得惊人，每秒能达到万亿次。这个频率正好跟材料里原子和电子的振动频率对上了号，所以科学家把它当成了研究量子动力学过程的最佳“工具”。不过呢，之前太赫兹波的波长通常都有好几百微米，比很多微观结构还大不少，这就导致很难给微尺度的样品拍高清照片。为了突破这个瓶颈，研究团队在设备里引入了自旋电子发射器。这种发射器是由好几层超薄金属叠起来做成的，只要一用激光去打它，就能发出特别尖的太赫兹脉冲。研究者就把样品紧挨着发射器放好，趁着光还没散开的时候就给它定住形，形成了一个跟针尖似的光束。这下好了，以前那些看不着的微观量子细节这回全都能看到了。 他们在实验里就拿这种新型显微镜去观察铋锶钙铜氧化物这种相对高温的超导材料。在接近绝对零度的低温环境下，他们看到超导电子组成了一种没有摩擦的“超流体”，像“凝胶”在微观尺度上晃来晃去一样，集体以每秒万亿次的频率来回振荡。这种振动模式以前只是在理论上被预测过而已，几十年来谁也没亲眼见过。 这台显微镜帮科学家更深地理解了超导材料的性质，也推动了室温超导研究的进展。另外这技术还能用来挑那些能发也能收太赫兹辐射的材料呢。相比现在用微波做通信的技术，太赫兹通信速度更快、对生物组织又没害处。还有就是它能穿透织物、塑料和陶瓷这些东西，所以最近在安检和医学成像这些领域也挺火的。研究团队还说未来这显微镜还能去看看二维材料里的晶格振动、磁激发这些集体现象呢。