这是一张特别的“圣诞卡片”，上面有人类从未看到过的图像。

　　上一个圣诞节前，美国康奈尔大学应用与工程物理系的博士生姜毅在电脑上看到它：有的原子像训练有素的士兵围成圆圈，越往中间靠拢，它们的间距就越小。有的原子排列成双，像舞会上的一对对搭档。

　　“就像一张有漂亮、对称图案的地毯。”和姜毅同在一个实验组的博士后陈震对中国青年报·中青在线回忆道。

　　这是一项新的吉尼斯世界纪录，他们所在的研究团队将电子显微镜成像空间分辨率降低到0.039纳米。也就是说，相距0.039纳米的两个原子，各自的“容貌”都能被清晰辨认。此前，由于它们挨得太近，距离是一根头发丝的250万分之一，所以从来没能被“你是你，它是它”地看清楚。

　　为了直观地展示这把“世界上最短的尺子”，他们在观测样品上费了很多心思，最终确定将两片薄薄的单层二硫化钼旋转6.8度叠加，错开的那一点就是这把尺子的长度。单层二硫化钼相当于3层原子摞在一起，厚度仅有0.4纳米。

　　姜毅的第一反应是“真的吗”。仔细比对理论模型和眼前的这张图片，姜毅和陈震确定他们成功了。

　　他们已经花了近两年时间，所有努力都要小心翼翼。

　　一束80千电子伏特的电子束被射击到精心选择的材料上，电压很低，为了保护材料结构不被射击损耗。但它的威力仍不容小觑，射出的速度接近光速的一半。

　　经过一系列电磁透镜后，电子被散射在四周。圆柱体的探测器发挥了相机的作用，它要拍得足够快，避免材料移动和损伤。实验团队的这台相机拍出了一秒钟1100张照片的好成绩，并且收集到了所有角度的电子。

　　这是领先于过去成像方法的一个重要步骤，以前看不清是因为探测器只收集了一部分散射的电子。此前，在同样的低电压情况下，得到的空间分辨率一般小于0.1纳米。两张图相比，一个线条模糊，一个能看得颗粒分明。

　　一阵微风吹来，或手掌轻拍桌面，对纳米尺度的成像来说都是大震动。单电子的灵敏度也要强，打到探测器上要有反应。噪音还要小，研究人员要能准确判断电子的数量。动态范围也要大，它是指光最大值和最小值的比值。就比如相机在晚上拍摄物体，离灯光近的地方亮，暗的地方就看不到了。这台相机要既能拍到光弱的地方，也能拍到光强的地方，获得完整的图像。

　　最后，要把“相机”捕捉的所有信号收集起来，用算法在电脑上重构图像。

　　这支研究团队由大卫·穆勒教授领衔，研究成果发表在7月18日的《自然》杂志上，来自中国的姜毅和陈震是文章的共同第一作者。