自然界中多數物質的原子群在自然狀態下，都是以一個原子為中心、其他原子分佈在其周圍，自然地聚集為球狀的原子群。一份新研究發現金原子卻不是這樣。20個金原子自然地組成一個金字塔形，而不是球形。

比利時魯汶大學(Katholieke Universiteit Leuven)的研究者利用掃描隧道顯微鏡(STM)，首次觀察到20個金原子聚在一起的時候，自然地形成最底層10個原子、第二層9個原子，最頂端1個原子的四面體形狀。

掃描隧道顯微鏡用量子隧穿效應探測物質表面結構，在零下269度的低溫下工作，可以觀測到單個原子的情況。量子隧穿是電流在兩個沒有物理接觸的導體間流通的技術。

這份研究還發現，由20個金原子組成的原子群組有類似惰性氣體原子的特性，電子軌道處於全部被填滿的狀態，因此其活躍度比數目更多或更少的金原子組成的原子群低得多。

也就是說，不同數量金原子所組成的原子群特性有很大的不同。這項新發現有助於科學家考察不同數量原子組的催化特性和光學特性，用於設計基於原子群特性的催化劑和光學裝置。這方面近期的應用包括，提升燃料電池效能和碳捕獲等。

這份研究近期發表在《科學進展》(Science Advances)期刊上。