來自哥德堡大學的科學家近日成功將懸浮液滴對單個電子的吸收過程放大數倍，是其肉眼可見並可以通過普通的毫米級別標尺進行測量。宇宙中的物質是由電子、質子和中子等基本粒子組成的。它們無處不在，但它們是如此之小，以至於人眼無法辨別它們。在上個世紀，物理學家通過不同的實驗證明了這些粒子的存在，但在大多數情況下，對這些粒子的觀察都是間接的。

電子也是這些基本粒子中的一種。1909 年，Robert Millikan 證明電子的電荷是可以量化的。換句話說，存在著一個最小的、不可分割的電荷量。他通過讓數百個帶電的液滴在電場中下落，然後對其運動進行統計分析，證明了電子的電荷是量化的。

哥德堡大學物理系博士哈維爾·馬爾莫萊霍（Javier Marmolejo）表示：“現在我們通過使用激光使空氣中的單個液滴懸浮起來，創造了這個經典實驗的現代版本”。在這個實驗中，電荷的量化首次直接可見，無需先進的設備或複雜的統計分析。

他表示：“我們用激光在一個強電場內困住一個水滴，並通過將其暴露在阿爾法輻射中來增加單個電子。這顆水滴每次吸收一個或幾個電子都會進行量化的跳躍。通過使用一個單透鏡放大液滴的圖像，我們能夠看到單個電子吸收的效果，並用一把尺子測量跳躍的幅度。每吸收一個電子，亮點就移動大約一毫米（見上面的動圖）”。

這顆水滴的直徑為29微米，大致相當於一根細的人類頭髮的厚度。儘管如此，它包含大約3.7 x1015個帶負電的電子。他表示：“如果考慮到在已經有3700萬個電子的液滴上增加一個電子的效果是可以用肉眼看到的，那麼這一壯舉是不可思議的”。

研究人員評論說，現在有可能”看到單個電子的效果”，一個新的機會出現了，可以更好地向公眾傳播有關基本粒子的科學。

一個激光陷阱被用來使空氣中的矽油液滴懸浮起來。該陷阱包括一個波長為532納米的綠色激光，它被向上引導並被一個焦距為100毫米的透鏡聚焦。焦點被放置在實驗室中心的兩個電極之間。這兩個電極是平行的，相隔1毫米。一個29微米的液滴被丟入激光束中，在那裡它被捕獲。在兩塊板之間，施加了666V的電位差，產生了一個強電場。阿爾法輻射被引向幾乎不帶電的液滴，使其周圍的空氣電離。

當液滴獲得或失去電荷時，電場施加的力發生變化，這反過來又改變了它的位置。這些效果被一個鏡頭放大了73倍，並投射到牆上。在這種放大倍數下，肉眼可以觀察到液滴的微米級運動。一個普通的毫米尺被放在牆上，研究人員可以直接觀察到水滴獲得的電子數量，因為它每增加一個電子就會跳動大約1毫米。