太赫兹辐射，介于微波与红外之间，其振荡频率高达每秒万亿次，与材料中原子和电子的自然振动频率相吻合，因而被视为探索量子动力学过程的理想“探针”。然而，太赫兹光的波长通常长达数百微米，远超多数微观结构的尺寸，这极大地限制了其在微尺度样品上的高精度成像能力。

为克服这一难题，研究团队巧妙地引入了自旋电子发射器。这一由多层超薄金属构建的装置，在激光的激发下能够产生尖锐的太赫兹脉冲。研究人员将样品紧贴发射器放置，使得太赫兹光在扩散之前即被局域化，形成了如同“针尖”般聚焦的光束，从而能够洞察此前难以触及的微观量子世界。

在实验中，团队利用新型太赫兹显微镜对铋锶钙铜氧化物这一相对高温的超导材料进行了观测。在接近绝对零度的极端条件下，他们捕捉到了超导电子形成的无摩擦“超流体”以太赫兹频率集体振荡的奇妙景象，这如同微观尺度上的“凝胶”晃动。这种振动模式此前仅存在于理论预测之中，历经数十年而未被直接观测到。

新型太赫兹显微镜的诞生，有望助力科学家更深入地理解超导材料的关键特性，推动室温超导研究的向前发展。同时，该技术还可用于筛选能够高效发射和接收太赫兹辐射的材料，为未来太赫兹频段无线通信的普及奠定坚实基础。相较于当前基于微波的通信技术，太赫兹通信展现出实现更高数据传输速率的巨大潜力。

鉴于太赫兹辐射属于非电离辐射，对生物组织安全无害，且具备一定的穿透能力，能够穿透织物、塑料和陶瓷等材料，近年来在安检成像、医学成像及通信领域备受瞩目。研究团队表示，未来新型显微镜还将拓展应用于研究二维材料中的晶格振动、磁激发等多种发生在太赫兹频段的集体现象。