声子描述了物质中原子的振动行为，是物质的指纹，也是很多热、电、光、力物理过程的纽带，因此声子技术在生产生活、以及信息和能源等前沿科技中发挥了重要作用。实际材料中的表面、界面、缺陷等会产生局域的声子模式，是很多新奇物性的起源。声子由色散关系描述，但是目前常规实验手段都无法同时兼顾高空间分辨、高动量分辨能力，从而无法测量单个纳米结构、晶体缺陷、界面这些纳米尺寸物体的声子色散。这个挑战阻碍了表界面科学和纳米科学中诸多声子相关科技的发展。北京大学电子显微镜实验室近期基于电镜发明了四维电子能量损失谱测量技术，克服了传统光谱学方法无法同时具备高空间分辨和高动量分辨的挑战，将声子色散测量的空间分辨能力提高至纳米量级，相比同步辐射、中子散射等大科学装置提高了六个数量级，使得声子色散测量不再受限于大单晶样品。此外，以往国内的声子色散测量研究完全依赖于国外的大科学装置，该技术突破了这个限制，对推动我国凝聚态物理、材料工程、信息技术等领域中与声子相关的研究及应用有重要意义。相关研究成果发表于Nature、Nature Materials、PNAS等，入选“中国半导体十大研究进展”、“中国光学十大进展”、 和“中国科技十大进展新闻”提名等。