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实验室产生最短的X射线激光脉冲

2025-06-14 09:09

原始标题:实验室形成最短的X射线激光脉冲。根据第11大自然发表的一项新研究,由威斯康星大学麦迪逊分校主持的国际合作团队首次在硬X射线领域中发现了强大的激光现象,并形成了迄今为止最短的X射线脉冲。预计这一突破会推动量子X射线光学元件的发展,甚至使用它来观察分子内电子的运动。 目前,团队注意到内壳X射线和仿真中有强烈的激光现象,并计算了其演化过程。结果表明,生成的X射线脉冲可能短于100秒内(第二秒为1000亿秒)。这样的短期规模提供了分析原子轨道中电子运动的可能性。 在实验中,该团队使用X射线脉冲,由X射线游离电子激光器(XFEL)产生照射由铜或锰制成的样品。 XFEL本身的“脉冲”输出不是纯净的,并且包含许多尖峰时间和长度,但其强度非常高,其持续时间非常短,这相当于专注于所有阳光,以解释1平方毫米的土壤。 这些X射线脉冲刺激样品中原子的内壳电子,导致它们进入激发态。然后,激发的电子通过刺激的辐射释放X射线光子,有时会激发其他原子以释放相同长度的光子,从而形成放射线定向输出。研究人员通过检测器来测量辐射的刺激信号,证明已经发生了现象。 他们还注意到,尽管光谱结构符合预期,但空间分布而不是平等分布中有少数“热点”。通过减少三维模拟,研究人员证实了一个过程当释放X射线传播样品时,称为“光化”。这种现象通常是由由过度电磁场引起的冰箱指数的变化引起的。 随着脉冲强度的增加,团队还发现了光谱宽度和许多光谱线。显着性结果表明,这是另一个激光“ Rabbi循环”的结果,该激光尚未及时吸收并刺激光子。通过模拟,他们计算了最终释放的脉冲的时间结构,并发现“杂质”输入脉冲实际上可以触发60-100内的超短激光输出,这成为迄今为止在世界上观察到的最短的X射线脉冲。 科学家仍在探索XFEL技术的潜力。先前的研究试图“清洁”硬X射线脉冲,但这是第一次在时间尺度上释放脉冲,并且已经获得了强烈现象的证据E第一次。 (记者Zhang Jiaxin) (编辑:Hao Mengjia,Li Fang) 分享让许多人看到

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