美國約翰斯·霍普金斯大學(xué)研究團隊研發(fā)出一種新型量子平臺，猶如為分子振動裝上了“量子擴音器”，使原本微弱的分子“心跳”變得清晰可辨。這項發(fā)表于最新一期《科學(xué)進展》雜志的研究成果，有望催生新一代量子傳感器，并開啟疾病早期診斷的新紀元。

分子振動是分子內(nèi)的原子微小而獨特的運動，這就像每個分子的“身份密碼”。通過識別這些獨特的密碼，可揭示出感染、代謝紊亂，甚至癌癥等疾病信號。傳統(tǒng)紅外光譜和拉曼光譜技術(shù)雖能捕捉這些信號，但在血液或組織等復(fù)雜環(huán)境中，就像在喧鬧集市中聆聽細語，往往力不從心。

為獲得更靈敏、更穩(wěn)健且更能適應(yīng)現(xiàn)實條件的分子光學(xué)檢測方法，研究團隊重新設(shè)計了光與物質(zhì)的“對話方式”。他們采用高反射金鏡構(gòu)建光學(xué)諧振腔，使捕捉的光線在腔內(nèi)來回反彈，從而大大增強了光線與封閉分子的相互作用。受限的光場與分子振動相互密切交織，形成被稱為“振動極化”的全新量子態(tài)。

這種“振動極化”傳感技術(shù)就像量子世界的“顯微鏡”，不僅能識別血液、唾液或尿液中的疾病生物標(biāo)志物，還能在制藥過程中實時“觀看”分子反應(yīng)，甚至能以前所未有的可靠性捕捉環(huán)境中微乎其微的污染物。