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光の波長の限界を超える顕微鏡開発へ 17

ストーリー by Acanthopanax
ナノの世界 部門より

crypt曰く、" プレスリリース によると 理化学研究所は金属ナノ構造による光ナノイメージング技術を開発した。 光を伝達する金属細線を束にした構造で、細線ひとつひとつを画素とした画像が得られるようだ。細線はナノサイズであるため、光の波長の限界を超える解像度を持てる。原理的には生きた細胞のナノ構造をカラーで観察できるという。"

Physical Review Lettersに論文が掲載されている。

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  • 高解像度が得られる理屈としては (スコア:4, 参考になる)

    by guchis (27687) on 2005年12月31日 15時22分 (#857757) 日記
    むしろ近接場光走査顕微鏡 [ims.ac.jp]のプローブを剣山状にしたもの、というイメージでしょうか。
    で、情報の伝送には表面プラズモンを使うと。

    使う側からとしては、凹凸がある試料にも使えるかどうかが気になりますね。

  • そこに色はあるのか？ (スコア:2, すばらしい洞察)

    by Anonymous Coward on 2005年12月31日 8時38分 (#857653)
    >原理的には生きた細胞のナノ構造をカラーで観察できるという。

    可視光波長より短いスケールで構成されるものに、
    もはや色と言う概念は存在しないだろう。

    • Re:そこに色はあるのか？ (スコア:4, 参考になる)

      by guchis (27687) on 2005年12月31日 16時14分 (#857768) 日記
      光学の世界では色ってのは光の波長のことでして。
      検出器に飛び込んできた光の波長の情報が原理的に失なわれないのであれば、カラーで観察できるって言っても良いと思います。
      今回のは検出器がやたら小さいというだけで、光自体は可視光を(も)使っているのだと思います。

      また、例えば緑(500nm)の光を発する物質は、大きさが500nm以上ないといけないかというと、そんなことはなく、実際には数nmで十分です。えーと何がいいたいかというと、色っていう概念は分子一個のレベルであるってことです。分子の吸収/蛍光スペクトルってやつです。

    • そもそも色ってなんだろ、と考えてみると、結局のところ周波数成分の混ざり具合な訳ですよね。可視かどうかはともかく、電磁波である以上その波は何らかの周波数の混合なわけで、色が無い訳じゃないと思います。

      そもそも分子一つでも吸収は起こるので、どんな小さなモノでもやっぱり何らかの色がついて見えるんじゃないかなぁ。金属イオンだって色づいてるのもあるし。今まで小さなモノが鮮明に色づいてみえなかったってのは、色づいていなかった訳じゃなくて分解能が低くて混ざって見えていたと言うことだと思います。で、それが今回の技術を使えば分離して見えるようになった、ということではないかと。

      まぁ全体としていいにおいのしているピザの表面にある個々のトッピング付近までストローちかづけてにおってみると、アンチョビとサラミなどそれぞれの食材の臭いに分離できる、みたいなもん？

      #一応物理系出身なのに、「ではないか」とか「みたいなもん」とか、だめだな orz
      --
      屍体メモ [windy.cx]

    • Re:そこに色はあるのか？ (スコア:1)

      by crypt (12091) on 2005年12月31日 10時46分 (#857682)
      だとするとどう見えるの？

      この原理で画像が見えるとすれば透過光の濃淡が見える
      はずで、波長によって透過率に差があれば色がみえるの
      ではないでしょうか。
      たとえば葉緑体をみたら、緑っぽいものがみえそうな気
      がします。
      • ＞だとするとどう見えるの？

        「見えない」んじゃない？

        　色 [goo.ne.jp]ってのは、人の目で認識可能な電磁波＝可視光の分類なわけだから、可視光の範囲外には色は存在しないよね?(見えないから、分類しようがない)

        ＞この原理で画像が見えるとすれば透過光の濃淡が見える
        ＞はずで、波長によって透過率に差があれば色がみえるの
        ＞ではないでしょうか。

        　その波長が可視光の範囲内なら、そのまま色として

        • Re:そこに色はあるのか？ (スコア:1, 参考になる)

          by Anonymous Coward on 2005年12月31日 13時03分 (#857719)
          リンク先のプレスリリース(「2.研究手法とその成果」下のほう) [riken.go.jp]によると、
          この原理では，試料の情報は表面プラズモンが伝えているわけですが、もちろん光が持っている情報はすべて伝えられます。つまり試料の像はカラーで再現され、試料が持っていた物質情報は、光のスペクトルとして再現されます。
          って、書いてあるよ。
          緑色の波長以下のものでも緑色にみえるってことじゃない？
          常識的に考えて「そんなことできるのか！？」と思うけど、だからニュースなんじゃないかな。

          もちろん、元々可視光の範囲外のものは、可視光の範囲外のままなので、それは見えないと思う。

          しかし、絵で見ると、円柱が平行になっていて、拡大も縮小もしていないように見える。
          このままじゃ、小さいものは小さいままで、結局見えないような…

  • 伝えるのは光じゃないようで (スコア:2, 興味深い)

    by passer-by (13494) on 2005年12月31日 13時48分 (#857731)
    物質表面に光 (電磁波) が存在した時に生じる「表面プラズモン」とやらを伝送する技術のようですね。伝送した先でオリジナルより広い間隔で空間にさらしてやると、そのスケールで光が再放射されるのでこれを見ることで拡大像が得られる、と。

    物質表面の電子プラズマが必ず持つ光センサとしての機能を利用して、その信号を大量に取り出して光として再生する技術、という感じなのでしょうか。

    # 全然専門じゃないしプレスリリースからの想像のみなので、識者の訂正プリーズ。

    • Re:伝えるのは光じゃないようで (スコア:1, 参考になる)

      by Anonymous Coward on 2005年12月31日 15時39分 (#857763)
      たとえていうなら、バイト表現の数値をBASE64コーディングで伝送して、伝送先でデコードするようなものかな？色成分を構成する光を、切り刻んで別の形にエンコードして伝えて・・・。
    • 電離層のプラズマ中を電波が屈折・伝播するのと同様に、金属表面に滲み出した電子場を光が伝わると言える。
      電離層でも、プラズマ振動と相互作用しながら電磁場の振動が伝わるわけだから、「量子化された自由電子振動＝プラズモン」でも同じと思っても良いでしょう。

  • もっと単純に (スコア:2, 興味深い)

    by ko-ji.t (21285) on 2005年12月31日 16時34分 (#857774)
    周波数をシフト＆圧縮して
    対象の周波数分布を可視光の範囲に表現するって事でいいんじゃないの？

  • 光⊃可視光であって、可視光＝光じゃない (スコア:1, 参考になる)

    by Anonymous Coward on 2005年12月31日 11時05分 (#857686)
    X線だって光なんですが…

    #プレスリリースには「可視光」ってちゃんと書いてあるし、
    #X線顕微鏡と同程度かそれ以上の分解能みたいだけどさ。
  • 観測に使う光子の運動量を小さく保ったまま解像度をあげるんだから、不確定性原理に反する可能性があるね。つまり実現したら物理学がひっくり返る。

  • せんせい！質問があります (スコア:0)

    by Anonymous Coward on 2005年12月31日 14時40分 (#857742)
    光の波長にいつから限界というものが設定されたんでしょうか？
    • > 光の波長にいつから限界というものが設定されたんでしょうか？

      えーっと多分、
      プランクが黒体輻射の研究をしたあたりからです。
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