科技日报北京12月17日电（记者刘霞）据美国东北大学官网16日报道，该校科学家研发出一种拓扑引导声波传感器，能对微米级目标进行高精度探测，且无需缩小传感器尺寸。这一成果有望推动纳米与量子尺度传感技术的发展，对量子计算、精准医学等领域产生深远影响。
新型传感器可检测单个蛋白质或癌细胞等微小物体。图片来源：美国东北大学
无论是数码相机中的感光像素，还是传统相机中的胶片，其核心是传感器。在拍摄微小物体时，通常需要缩小相机传感器的尺寸。然而，随着像素尺寸变小，相机性能和灵敏度往往会下降。研究团队的目标是在不减小像素尺寸的前提下，实现对更微小物体的探测。
为此，他们设计出一种拓扑引导声波传感器，大小和皮带扣相当，能够利用引导声波与一种特殊的物质状态——拓扑界面态，对微小目标进行探测，如单个蛋白质或癌细胞。
拓扑界面态源于凝聚态物理，指的是存在于拓扑超导体表面或边界、厚度约1纳米的量子态。借助这一特性，研究人员能将能量集中在纳米级区域，既提升了探测精度，又避免了因整体设备微型化而导致的性能下降。
东北大学官网介绍，在概念验证实验中，该传感器成功探测到直径仅5微米的低功率红外激光目标，这一尺寸大约是人类发丝直径的十分之一。实验表明，传感器能清晰分辨极微弱的信号与高度局部化的参数。
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