科技日报北京6月12日电（记者张佳欣）据11日发表在《自然》杂志上的一项新研究，由美国威斯康星大学麦迪逊分校领衔的国际合作团队首次在硬X射线领域发现了强激光现象，并生成了迄今最短的硬X射线脉冲。这一突破有望推动量子X射线光学的发展，甚至用于观察分子内部电子的运动。
聚焦的X射线自由电子激光器（XFEL）脉冲被导向由铜或锰制成的样品。样品发射的任何X射线光子，如果与输入脉冲方向相同，都会撞击到一台仪器上，该仪器会根据波长散射光子，并根据散射角度进行反射。散射的X射线光子接下来会被探测器读取，并测量其特性。图片来源：论文第一作者托马斯·林克等/美国科学促进会网站
此次，团队在内壳层X射线中观察到了强激光现象，并对其演化过程进行了模拟和计算。结果显示，产生的X射线脉冲可以短于100阿秒（1阿秒为千亿亿分之一秒）。如此短的时间尺度，为研究电子在原子轨道中的运动提供了可能。
在实验中，团队使用X射线自由电子激光（XFEL）产生的X射线脉冲，照射到铜或锰制成的样品上。XFEL本身的输出“脉冲”并不纯净，包含多个时间尖峰和波长，但其强度极高且持续时间极短，相当于将照射地球的所有阳光聚焦在1平方毫米上。
这些X射线脉冲激发样品中原子的内壳层电子，使其进入激发态。随后，激发态电子通过受激辐射释放出X射线光子，这些光子有时还会激发其他原子发射相同波长的光子，形成定向辐射输出。研究人员通过探测器测得了这种受激辐射信号，证实发生了激光现象。
他们还观察到，尽管光谱结构符合预期，空间分布上却出现了少量“热点”，而非均匀分布。通过三维模拟还原，研究人员证实，发射的X射线在样品中传播时发生了一种被称为“光丝化”的过程。这一现象通常由极强电磁场引起的折射率变化所致。
当输入脉冲强度进一步提高时，团队还发现了光谱拓宽和多条谱线。模拟结果显示，这是另一种激光行为“拉比循环”的结果，即原子周期性地吸收和受激发射光子。通过模拟，他们计算出了最终发射脉冲的时间结构，发现这些“不纯净”的输入脉冲竟能触发60—100阿秒的超短激光输出，成为迄今为止世界上观测到的最短硬X射线脉冲。
科学家仍在不断探索XFEL技术潜能，此前已有研究尝试“净化”硬X射线脉冲，但这是首次实现阿秒时间尺度的发射脉冲，并首次捕捉到强激光现象的证据。
中新网12月20日电 据台湾中天新闻网报道，新党桃园市“立委”参选人游智彬19日揭露，台南“立委”陈亭妃博士论文涉嫌抄 12月18日，2023年度国家自然科学基金管理工作会议在北京召开。会议深入学习贯彻党的二十大精神和习近平总书记在中共中央 2023年，对中国高等教育而言，是内外激荡的一年。 ChatGPT的横空出世让高等教育界猝不及防；疫情的结束使得公众对校园 为纪念中国航空仪表技术与惯性技术的奠基人、北京航空航天大学建校元老林士谔先生110周年诞辰暨北航仪器科学与光电工 中新网伦敦1月2日电 (彭欣怡)当地1月2日，英国气象局发布数据指出，2023年是英国自1884年有气象记录以来第二热的一年，仅 据“浙江大学”微信公众号1月2日消息，加利福尼亚大学伯克利分校数学系正教授孙崧日前加盟浙江大学数学高等 。本文链接：实验室生成最短硬X射线激光脉冲http://www.sushuapos.com/show-11-21956-0.html
声明：本网站为非营利性网站，本网页内容由互联网博主自发贡献，不代表本站观点，本站不承担任何法律责任。天上不会到馅饼，请大家谨防诈骗！若有侵权等问题请及时与本网联系，我们将在第一时间删除处理。
下一篇： 类似“抓娃娃机”技术可高效分选胚胎模型