超高速技術飛躍:觀測阿秒尺度上的電子運動

【新唐人北京時間2019年12月21日訊】美國能源部SLAC國家加速器實驗室發明了一種在阿秒(attosecond, 10-18秒)時間段瞬間產生X射線激光脈衝的方法,可用於觀測那樣極短時間尺度內電子的活動情況,是微觀下高速運動物體科研領域的一項重要發展。

這份月初發表在《自然-光子學》(Nature Photonics)上的研究,發明瞭產生280阿秒X射線激光增強的阿秒脈衝(XLEAP)方法,為觀測高速運動電子的活動鋪平了道路。

SLAC的科學家、這份研究的主要作者之一克雷恩(James Cryan)說:「在此之前,我們能準確地觀測原子核的運動,但是對於運動速度快得多的、對推動化學反應起到重要作用的電子的活動情況,卻缺乏了解。利用X射線激光,我們能看到電子如何運動,如何為化學反應作好準備。這推動了超高速前沿科學領域的發展。」

這份研究稱,對如此短瞬間電子活動的研究,可以揭示如光合作用吸收光線的瞬間如何推動電子的活動、並激發後續級聯發生的、慢得多的各種反應過程,最終產生氧氣。

研究者稱,電子活動催生化學反應的過程,不僅在生物系統,在化工業、材料科學等各種領域都起著重要作用。

另一位主要作者SLAC的馬裡內利(Agostino Marinelli)說:「這讓我們能做很多以前一直想用X射線激光實現的工作,現在還能在阿秒級別時間尺度上進行。」

(轉自《大紀元》/責任編輯:葉萍)

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