x光激光可以发现难以捉摸的电子运动

导读科学家可以相对容易地跟踪原子核的运动,但事实证明电子是难以捉摸的——它们移动得如此之快,以至于它们往往会变得模糊不清。但是现在,这

科学家可以相对容易地跟踪原子核的运动,但事实证明电子是难以捉摸的——它们移动得如此之快,以至于它们往往会变得模糊不清。但是现在,这些行动可能非常清楚了。SLAC国家加速器实验室的研究人员开发了一种称为X射线激光增强阿秒脉冲发生(XLEAP)的技术,甚至可以观察到最快的电子运动。激光的脉冲速度仅为280阿秒或十亿分之一秒,并且可以创建电子快照来跟踪其进度。诀窍是修改激光,将电子压缩成更紧密的组,从而缩短X射线爆发时间。

x射线激光器,如SLAC的线性加速器相干光源,有波荡器或磁铁,将电子束的一些能量转换成x射线爆发。该团队在波荡器前增加了两块磁铁,使电子群形成一个窄而非常强的各种能量(约500 MW)的峰值。从那里,他们可以获得亚秒级的x光闪光。

测量x射线是另一回事。因此,有必要创造一种设备,让X射线穿过气体,剥离其中的一些电子,从而形成电子云。红外线“撞击”这些电子,导致不同的移动速度,从而帮助科学家计算X射线脉冲的长度。

这种方法可以导致……几乎所有原子科学领域的突破。生物学家、化学家和材料科学家可以更准确地研究从电子水平开始的过程,例如光合作用。而且技术应该变得更好——SLAC希望同时改进下一代LCLS二号激光器(其X射线脉冲发射速度快8000倍),以便允许更强的脉冲,并可能缩短脉冲。很快就有可能在最短的时间间隔内研究分子的活性。

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