СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТСЛЕЖИВАНИЯ В ОБРАЗЦЕ ЧАСТИЦЫ, В ЧАСТНОСТИ ОДНОЙ МОЛЕКУЛЫ

1. Способ отслеживания перемещения частицы (2) в образце (3), причем частица (2) побуждается к испусканию фотонов при ее освещении светом (4), причем способ содержит этапы, на которых:
- формируют свет для обеспечения распределения (18) интенсивности света, содержащего пространственно ограниченный минимум (19),
- применяют распределение (18) интенсивности света к образцу (3) таким образом, что частица (2) располагается в пространственно ограниченном минимуме (19) распределения (18) интенсивности света,
- обнаруживают фотоны, испускаемые частицей (2), и
- перемещают распределение (18) интенсивности света относительно образца (3) таким образом, чтобы количество фотонов, испускаемых частицей (2), оставалось минимальным, причем частица (2) отслеживается минимумом (19) распределения (18) интенсивности света.
2. Способ по п. 1, в котором минимум (19) распределения (18) интенсивности света пространственно ограничен по меньшей мере в одном пространственном измерении, и в котором распределение (18) интенсивности света перемещается относительно образца (3) в направлениях всех измерений, в которых минимум (19) пространственно ограничен.
3. Способ по п. 1, в котором свет формируется для обеспечения распределения (18) интенсивности света с помощью интерференционной картины лучей когерентного света, и в котором
минимум (19) является нулевой точкой интерференционной картины.
4. Способ по п. 3, в котором фазовое отношение лучей когерентного света модулируется так, чтобы пространственно ограничить минимум (19) в различных направлениях.
5. Способ по любому из пп. 1-4, в котором фотоны обнаруживаются точечным детектором (12).
6. Способ по любому из пп. 1-4, в котором камера (15) формирует изображение образца (3).
7. Способ по п. 6, в котором стартовое положение частицы (2) определяется камерой (15), когда образец (3) равномерно освещается.
8. Способ по п. 6, в котором положение распределения (18) интенсивности света относительно образца (3) отслеживается камерой (15).
9. Способ по п. 6, в котором направление перемещения частицы (2) определяется положениями, в которых фотоны, испускаемые частицей (2), обнаруживаются камерой (15).
10. Способ по любому из пп. 1-4, в котором свет (4) применяется к образцу импульсами, и в котором фотоны, испускаемые частицей (2), обнаруживаются в ограниченном временном интервале после каждого из импульсов.
11. Способ по любому из пп. 1-4, в котором частица активизируется светом (4) из первого состояния, в котором частицу невозможно побудить испускать фотоны, во второе состояние, в котором частицу можно побудить испускать фотоны.
12. Способ по любому из пп. 1-4, в котором перемещения двух различных частиц (2) отслеживаются одновременно или поочередно с
помощью света (4) с двумя различными длинами волн.
13. Устройство (1) для отслеживания движения частицы (2) в образце (3), причем устройство (1) содержит:
- источник (5) света, выполненный с возможностью обеспечения света для того, чтобы побудить частицу (2) испускать фотоны, причем источник (5) света включает в себя средство (7) формирования луча, выполненное с возможностью применения света (4) к образцу (3) с распределением (18) интенсивности, содержащим пространственно ограниченный минимум (19),
- детектор (12, 15), выполненный с возможностью обнаружения фотонов, испускаемых частицей (2), и обеспечения сигнала, указывающего на количество обнаруженных фотонов, и
- средство (9-11) отклонения луча, выполненное с возможностью перемещения распределения (18) интенсивности относительно образца (3) и управляемое на основании сигнала детектора (12, 15) таким образом, что количество фотонов, обнаруженных детектором (12, 15), остается минимальным для отслеживания движущейся частицы (2) минимумом (19).
14. Устройство (1) по п. 13, в котором источник (5) света осуществляет наложение множества лучей когерентного света для образования интерференционной картины, включающей в себя нулевую точку в положении минимума (19).
15. Устройство (1) по п. 14, в котором источник (5) света включает в себя управляемый пространственный модулятор света для модулирования фазового отношения множества лучей света.
16. Устройство (1) по любому из пп. 13-15, в котором детектор является точечным детектором (12).
17. Устройство (1) по любому из пп. 13-15, в котором детектор (12) является камерой (15).
18. Устройство (1) по любому из пп. 13-15, дополнительно содержащее камеру (15), выполненную с возможностью формирования изображения образца (3).
19. Устройство (1) по любому из пп. 13-15, в котором источник (5) света является импульсным источником света, который применяет свет (4) к образцу импульсами, и в котором детектор (12) содержит затвор, синхронизированный с импульсным источником света, выполненный с возможностью обнаружения фотонов, испускаемых частицей, в ограниченном временном интервале после каждого из импульсов.
20. Устройство (1) по любому из пп. 13-15, в котором предусмотрены два источника света для света различных длин волн для одновременного или поочередного отслеживания движений двух различных частиц.