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量子实验打破了长期存在的 X 射线能量限制
加州大学圣地亚哥分校和维也纳工业大学的研究人员进行的一项实验揭示了一种新的量子机制，它可以产生比传统规则预测的能量更高的相干 X 射线。当强激光撞击某些原子时，原子可以通过产生频率更高的激光脉冲来做出响应，达到 X 射线范围。 [...]
来源:SciTech日报加州大学圣地亚哥分校和维也纳工业大学的研究人员进行的一项实验揭示了一种新的量子机制，它可以产生比传统规则预测的能量更高的相干 X 射线。
当强激光撞击某些原子时，原子可以通过产生更高频率的激光脉冲来做出响应，达到 X 射线范围。这一过程在 20 世纪 90 年代在维也纳工业大学产生了创纪录的成果，后来成为 2023 年诺贝尔物理学奖认可的工作的一部分。然而，标准理论预测了一个严格的界限：根据入射激光的不同，存在一个能量截止点，超过这个能量截止点，X 射线产生量就会急剧下降。
维也纳工业大学和加州大学圣地亚哥分校的研究人员现在已经突破了预期的极限。在氦气实验中，他们检测到了比通常模型预测的能量高得多的相干 X 射线。解释在于氦的两个电子可以一起作用并同时释放能量。研究结果发表在《自然光子学》杂志上。
单个电子设定通常的极限
“短 X 射线脉冲背后的机制早已众所周知，”维也纳工业大学光子学研究所的 Tenio Popmintchev 教授说道。 “激光将单个电子从原子上撕下来。然后电子在激光电场中加速，直到最终再次与原子碰撞。在此过程中损失的能量以光的形式发射出来。”
返回的电子可以产生频率远高于最初撞击原子的激光的光。
诺贝尔奖获得者费伦茨·克劳斯 (Ferenc Krausz) 于 20 世纪 90 年代在维也纳工业大学使用了这一机制。 Tenio Popmintchev 和他的同事现在在同一所研究所工作，但他们的实验已经进入不同的模式。
两个电子打破截止规则
X 射线成为相关性的探针
DOI: 10.1038/s41566-026-01976-2
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