像數(shù)星星一樣觀察分子：新型化學顯微鏡在浙江大學問世

化學創(chuàng)造著千變萬化的物質世界，在這其中每一個單分子起到基本的作用。傳統(tǒng)化學和生物學研究大量分子參與的反應和變化。著名物理學家埃爾溫·薛定諤曾評論過：“我們從來沒有用一個單電子、單原子或單分子做過實驗。我們假設我們可以在思想實驗中實現(xiàn)，但是這會導致非常可笑的后果�！庇^察、操縱和測量最為微觀的單分子化學反應是科學家面臨的一個長久科學挑戰(zhàn)。針對這一挑戰(zhàn)，浙江大學化學系馮建東研究員致力于發(fā)展跨學科的單分子測量方法和儀器，實現(xiàn)多維度的溶液體系單分子物理和化學過程觀測、新現(xiàn)象研究和應用建立。其團隊發(fā)明了一種可以直接對溶液中單分子化學反應進行成像的顯微鏡技術，并實現(xiàn)了超高時空分辨成像。該技術在化學成像和生物成像領域具有重要的應用價值，允許看到更清晰的微觀結構和細胞圖像。

科學家首次實現(xiàn)六維光信息復用技術

國際數(shù)據(jù)中心的報告顯示，到2025年，人類社會數(shù)據(jù)總量將達到175ZB。作為信息的重要載體之一，光的波長、偏振、振幅等物理維度能夠建立正交的數(shù)據(jù)通道，利用光的物理維度復用可提高光信息技術的容量和安全性。隨著光信息技術的發(fā)展，數(shù)據(jù)的編碼幾乎耗盡了現(xiàn)有的相關物理維度，光信息復用的容量正迅速接近極限。自20世紀初科學家認識到光子攜帶軌道角動量（OAM）可作為光子復用的新維度以來，利用相位渦旋光場開發(fā)光子OAM的復用技術方興未艾。然而，微納尺度下光子OAM的操控和復用與宏觀尺度對應的自由空間及光纖截然不同，發(fā)現(xiàn)深亞波長尺度下OAM光場與物質相互作用的新機制和復用新技術，成為發(fā)展下一代光子器件亟待解決的關鍵科學難題。來自暨南大學、上海理工大學等機構的聯(lián)合團隊以光為載體實現(xiàn)了大容量信息復用技術，有望為下一代高密度光存儲技術提供新思路。該研究為開發(fā)光的OAM維度以控制光與物質的相互作用開辟了新途徑，其機制也可應用至其他相關光學系統(tǒng)。