破纪录:科学家创建最短的X射线激光脉冲

研究人员使用强大的XFEL来触发强大的内壳激光,从而产生脚尖的硬X射线脉冲。细丝和拉比骑自行车有助于解释这些影响。激光曾经局限于科幻小说领域,现在被广泛用于研究,医学甚至日常娱乐。它们最初仅限于低能光,现在可以在广泛的范围内运行[...]

来源:SciTechDaily
一组物理学家创造了有史以来最短的硬 X 射线脉冲,揭示了内壳电子中以前未见过的激光行为。 (艺术家的概念)。图片来源:SciTechDaily.com

研究人员使用强大的 XFEL 触发强烈的内壳激光,产生阿秒硬 X 射线脉冲。丝状结构和拉比循环有助于解释这些效应。

激光曾经仅限于科幻小说领域,现在已广泛应用于研究、医学,甚至日常娱乐领域。它们最初仅限于低能光,现在可以在从微波到 X 射线的广泛波长范围内工作,从而实现了广泛的新应用。

在《自然》杂志最近发表的一项研究中,由威斯康星大学麦迪逊分校研究人员领导的国际团队成功产生了有史以来最短的硬 X 射线脉冲。这一成就标志着该范围内强激光现象的首次演示,并可能为量子 X 射线光学的进步和观察分子内电子运动的能力铺平道路。

自然 威斯康星大学麦迪逊分校

“我们在内壳 X 射线激光中观察到强烈的激光现象,并且能够模拟和计算它是如何演化的,”威斯康星大学麦迪逊分校物理学教授、该研究的资深作者 Uwe Bergmann 说道。 “当你计算发出的 X 射线脉冲时,它们可能非常短——短于 100 阿秒。”

阿托秒是十亿分之一秒。这种令人难以置信的短暂持续时间使得脉冲在新型和先进的激光应用中非常有前景。

什么是阿秒?阿托秒是十亿分之一秒,或十亿分之一秒,或 10^-18 秒。换句话说,一秒相当于一秒,与一秒相当于宇宙大爆炸以来的年龄大致相同。请注意,该线显示的是对数刻度。图片来源:莎拉·珀杜,威斯康辛大学麦迪逊分校

了解内壳 X 射线激光发射

原子
乌韦·伯格曼。图片来源:威斯康辛大学麦迪逊分校