加州理工大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)提出用全息顯微鏡技術(shù)探索外星生命。

一直以來(lái)，在尋找外星生命方面，科學(xué)家都是通過(guò)尋找水這一間接的方法來(lái)推測(cè)生命的存在。近日，加州理工大學(xué)的研究人員提供證據(jù)表明：使用激光記錄3D圖像的數(shù)字全息顯微鏡技術(shù)是當(dāng)前我們發(fā)現(xiàn)外星微生物的最佳選擇。

關(guān)于數(shù)字全息顯微鏡，就是全息技術(shù)和顯微鏡的結(jié)合，它解決了一般顯微鏡中分辨率與景深之間的矛盾, 避免了像差影響, 可以獲得更大的視野。而全息技術(shù)就是一種利用干涉和衍射原理來(lái)記錄并再現(xiàn)物體真實(shí)三維圖像的技術(shù)。

當(dāng)然主要的困難還在于如何辨別出微生物與塵埃粒子。醫(yī)學(xué)工程與航空航天研究教授Nadeau表示，細(xì)菌沒(méi)有細(xì)胞功能，且通常是斑點(diǎn)形狀，其直徑也小于頭發(fā)的直徑，所以辨別微生物與沙粒，通常研究的是它們的結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成成分。但在數(shù)億公里之外的地球上對(duì)其進(jìn)行研究，此法存在著太多的困難。

于是，加州理工大學(xué)的研究人員希望退一步，從宏觀的運(yùn)動(dòng)特征來(lái)著手研究。對(duì)此，Nadeau說(shuō)道：“即便如此，分辨微生物和灰塵比你想象的要困難得多。此處，你必須能夠明確分辨出物質(zhì)的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)（布朗運(yùn)動(dòng)），和一個(gè)有活力的有機(jī)體自發(fā)性運(yùn)動(dòng)之間的區(qū)別。”

他們表示，此法中使用的數(shù)字全息顯微鏡，專門(mén)用于天體生物學(xué)。在數(shù)字全息顯微鏡中，首先用激光照射目標(biāo)對(duì)象，隨后測(cè)量從目標(biāo)對(duì)象反射后回到檢測(cè)器的光。利用這個(gè)散射光的振幅和相位信息，計(jì)算機(jī)可以重建目標(biāo)對(duì)象的3D圖像。

對(duì)此，Nadeau進(jìn)一步解釋道：“數(shù)字全息顯微鏡允許您查看和跟蹤最微小的運(yùn)動(dòng)，它可以標(biāo)記蛋白、糖、脂質(zhì)和核酸等，由此您也可以知道微生物是由什么組成的。”

此外，為了便于比較，該系統(tǒng)將會(huì)對(duì)地球上極端環(huán)境下的微生物樣品進(jìn)行測(cè)試，以用于后期對(duì)天體的研究。

顯然，這是一種全新且具可操作性的想法，打破了傳統(tǒng)的研究范式，推動(dòng)了太空生命的探索進(jìn)程。

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