埃尔朗根-纽伦堡大学(FAU)的物理学家设计了一个框架，它允许科学家使用传统的扫描电子显微镜观察光和电子之间的相互作用。该设计要比迄今为止使用的技术便宜得多，并且还可以进行更广泛的实验。研究人员已将他们的发现发表在《物理评论快报》杂志上。

量子计算机是说明光子和电子之间相互作用的基本过程是多么重要的一个例子。结合超短激光脉冲，可以测量光子如何改变电子的能量和速度。到目前为止，这种光子诱导电子显微镜(PINEM)完全依赖于透射电子显微镜(TEM)。尽管它们具有精确定位单个原子的分辨率，但是它们比扫描电子显微镜(SEM)贵得多，而且它们的样品室非常小，只有几立方毫米大。

Peter Hommelhoff教授带领的研究人员现在成功地修改了传统的SEM以进行PINEM实验。他们设计了一种基于磁力的特殊光谱仪，该光谱仪直接集成到显微镜中。其基本原理是磁场根据电子的速度或多或少地转移电子。利用将电子碰撞转化为光的检测器，可以准确读取该偏差。这种方法允许研究人员测量即使是最小的能量变化，最大差异仅为原始值的几十万分之一，这足以区分单个光能量子(单光子)。

埃尔朗根物理学家的发现在多个方面具有开创性。从经济的角度来看，能够在不使用花费数百万欧元的TEM的情况下研究光子与电子的相互作用，这可以使研究更容易开展。此外，由于SEM的腔室通常具有高达20立方厘米的体积，因此现在可以进行更广泛的实验，因为可以将额外的光学和电子元件(例如透镜、棱镜和反射镜)直接放置在样品旁边。研究人员预计几年后，整个微观量子实验领域将从TEM转向SEM。（编译:Qtech）