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x射线光量子(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,以至于趋于模糊。但是现在,这些行动可能非常清

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,以至于趋于模糊。但是现在,这些行动可能非常清楚了。SLAC加速器实验室的研究人员开发了一种叫做x光激光增强阿秒脉冲发生(XLEAP)的技术,它甚至可以观察到最快的电子运动。激光的脉冲速度只有280阿秒或十亿分之一秒,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。研究小组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的峰值(约500 MW)。从那里,他们可以获得亚秒级的x光闪光。

测量x光是另一回事。因此,有必要创造一种装置,让X射线穿过气体,从气体中带走一些电子,从而形成电子云。红外线“击中”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。

这种方法可以导致原子科学几乎所有领域的突破。生物学家、化学家和材料科学家可以从电子水平更准确地研究过程,例如光合作用。而且技术应该更好。——SLAC希望同时改进下一代LCLS 2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。在最短的时间间隔内研究分子的活性将很快成为可能。

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