近期，《自然》杂志上发表的一项研究，创造了显微镜图像分辨率的最新吉尼斯世界纪录，达到0.04纳米——大概是普通原子—原子键长的三分之一到五分之一，只有头发丝直径的二百五十万分之一（相当于一只蚂蚁的长度和珠穆朗玛峰高度的比值）。如此高的分辨率是如何实现的，对我们认识复杂的微观物质世界有什么影响？陈震和姜毅是该项工作的主要参与者，他们将讲述这项世界纪录的诞生，以及该方法的应用和发展前景。
图像的分辨率直接决定了我们认识世界的深度。例如，近视眼就无法看到较远的事物的很多细节。而在人类认识微观世界的过程中，显微镜的分辨率的提高往往会革新我们对世界的看法。但是，在材料研究中广泛使用的电子显微镜（以下简称电镜），距离理想成像仍然相去甚远，最好的也要差四十倍。在解蛋白质等生物大分子中广泛使用的冷冻电镜方面，由于生物分子很容易被电子束破坏，分辨率甚至相差更远。
因此，进一步提高电镜的分辨率一直是科学家们努力的目标。
大家都知道，光学显微镜通过光学透镜聚焦可见光对样品成像。而由于可见光波长较长，分辨率只能达到几百纳米。用电镜做显微镜来成像是基于量子力学的波粒二象性，也就是说，可以把通常认为是粒子的电子看成一种波，这样电子就可以类比可见光用来成像。1933年，Ernest Ruska发明了第一台电镜，并因此获得了1986年诺贝尔物理学奖。
电镜有很多种，常被用来研究原子结构图像的是透射电镜。我们的最新研究就是使用的透射电镜。这种电镜一般使用很高能量的电子，电子速度可达光速的一半。其成像原理是，当电子在经过材料时，由于散射效应，电子的路径和分布会被改变，探测穿透材料的电子分布，就能够得到材料的微观结构图像。
由于分辨率的极限取决于波长，电子的波长远小于可见光的波长，因此，电镜发明后不久，分辨率就超越了最好的光学显微镜。
随后，电镜的分辨率提高很快，到上世纪七八十年代，实现了直接观测单个原子。然而，电磁透镜对电子的聚焦并不完美，存在很大的像差（相对于原始被成像物体，成像系统得到的图像存在畸变和模糊等差异），电镜的分辨率远未达到波长决定的极限。早在1948年，就有对电磁透镜的像差进行矫正的理论设计，但是直到1996年，由于电脑控制技术的大幅进步和电子器件稳定性的显著提高，球差矫正器才真正被制造出来。
此后，球差矫正器技术发展迅速，电镜的分辨率也飞速提高，在差不多十年内，分辨率很快从0.2纳米提高到0.05纳米。
从十几年前开始，康奈尔大学的David Muller教授和Sol Gruner教授课题组就开始合作研发用于衍射成像的二维面探测相机。
最开始进展并不顺利，第一台相机直接使用用于探测X射线的芯片，只实现了快的读取速度和高的灵敏度，非但没有实现高的动态范围，甚至无法承受高能电子束辐照，很快就被电子束破坏而无法继续工作。为了突破这一点，新一代的电镜像素阵列相机（EMPAD）改进了设计，于2015年正式安装于电镜中。
EMPAD具有一到一百万电子的超大的线性响应范围，噪声小于一百四十分之一个电子，具有完全的单电子灵敏度，读取速度可达1100帧每秒，使其非常适合扫描衍射成像。
该工作发表之后，引起了很大反响。《自然》杂志专门邀请该领域的开拓者之一Rodenburg, J.撰写了《突破纪录的显微镜》（A record-breaking microscope）的评论。多家主流科研评论网站都发表了评论文章。
例如，Chemistry world发表了《以最高分辨率对二维材料拍照》（2D materials captured at highest ever resolution）的评论。
Science Alert发表了《新的显微学方法实现了单原子成像的新纪录》（A Genius Microscopy Method Just Set a Record in Imaging Individual Atoms）的评论。
Phys.org则转载了康奈尔大学网站上发表的《电镜探测器实现了分辨率纪录》（Electron microscope detector achieves record resolution）。并且，吉尼斯纪录也收录了该结果为最新的分辨率世界纪录。