小巧且具有革命性：KIT 的物理學(xué)家 Larissa Kohler 開發(fā)了一種新型諧振器，可以使更小的納米顆�？梢�。圖片來源：Markus Breig，KIT

傳統(tǒng)顯微鏡在光的幫助下產(chǎn)生小結(jié)構(gòu)或物體的放大圖像。然而，納米顆粒非常小，它們幾乎不吸收或散射光，因此保持不可見。光學(xué)諧振器增加了光和納米粒子之間的相互作用：它們通過在兩個(gè)鏡子之間反射數(shù)千次來在最小的空間中捕獲光。如果納米顆粒位于捕獲的光場(chǎng)中，它會(huì)與光相互作用數(shù)千次，從而可以測(cè)量光強(qiáng)度的變化�！肮鈭�(chǎng)在空間的不同點(diǎn)具有不同的強(qiáng)度。這使得可以就納米粒子在三維空間中的位置得出結(jié)論，”來自 KIT Physikalisches Institut 的 Larissa Kohler 博士說。

諧振器使納米粒子的運(yùn)動(dòng)可見

不僅如此：“如果納米粒子位于水中，它會(huì)與由于熱能而向任意方向移動(dòng)的水分子發(fā)生碰撞。這些碰撞導(dǎo)致納米粒子隨機(jī)移動(dòng)。現(xiàn)在也可以檢測(cè)到這種布朗運(yùn)動(dòng)，”專家們添加�！暗侥壳盀橹梗�光學(xué)諧振器是不可能的跟蹤納米粒子在空間中的運(yùn)動(dòng)。只能說明粒子是否位于光場(chǎng)中，”科勒解釋說。在新型纖維法布里-珀羅諧振器中，高反射鏡位于玻璃纖維的末端。它使我們能夠推導(dǎo)出粒子的流體動(dòng)力學(xué)半徑，即粒子周圍水的厚度，來自其三維運(yùn)動(dòng)。這很重要，因?yàn)檫@種厚度會(huì)改變納米粒子的性質(zhì)�！坝捎谒�合物殼，它是有可能檢測(cè)到?jīng)]有它就太小的納米顆粒，”科勒說。此外，蛋白質(zhì)或其他生物納米顆粒周圍的水合物外殼可能會(huì)對(duì)生物過程產(chǎn)生影響。

諧振器的一個(gè)潛在應(yīng)用可能是檢測(cè)具有高時(shí)間分辨率的三維運(yùn)動(dòng)，以及表征生物納米粒子（如蛋白質(zhì)、DNA 折紙或病毒）的光學(xué)特性。通過這種方式，傳感器可能會(huì)提供對(duì)尚未了解的生物過程的見解。