新的 X 射线成像显示巴基球实时破裂

FEL X 射线脉冲捕捉到暴露在越来越强的激光场下的 C60 分子的快速重塑和碎片。结果揭示了当前理论模型的差距,并指出了用光控制分子行为的新途径。利用强 X 射线脉冲揭示多体分子动力学 清楚地了解有多少相互作用的粒子在内部表现 [...]

来源:SciTech日报
X 射线“分子电影”揭示了强激光如何撕裂 C60 分子,并推动我们更接近用光引导化学反应。 (艺术家的概念。)图片来源:SciTechDaily.com

FEL X 射线脉冲捕捉到暴露在越来越强的激光场下的 C60 分子的快速重塑和碎片。

结果揭示了当前理论模型的差距,并指出了用光控制分子行为的新途径。

利用强 X 射线脉冲揭示多体分子动力学

清楚地了解激光驱动的多原子分子内有多少相互作用的粒子的行为对于任何利用强光场引导化学反应的努力至关重要。最近的进展以新的方式使这成为可能,因为基于加速器的自由电子激光器 (FEL) 产生的超短且强大的 X 射线脉冲使研究人员能够直接观察强激光场如何重塑分子。

著名的“Buckminsterfullerene”C60,经常被比作一个小足球,作为这项工作的测试用例。来自海德堡马克斯·普朗克核物理研究所 (MPIK) 和德累斯顿马克斯·普朗克复杂系统物理研究所 (MPI-PKS) 的团队与柏林马克斯·玻恩研究所 (MBI) 的同事以及瑞士、美国和日本的合作者联手。他们在 SLAC 国家加速器实验室的直线加速器相干光源 (LCLS) 上进行的实验首次提供了 C60 如何响应强激光场的直接图像。

图 1:实验方案草图。 C60“足球”分子群被 NIR 脉冲激发和电离,并通过来自斯坦福大学 SLAC 的自由电子激光 (FEL) LCLS 的 X 射线脉冲成像。显示了不同延迟 Δt 的实验散射图案。图片来源:PSI、MPI-PKS

从 X 射线散射中提取半径和碎片数据

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跟踪不同激光强度下的膨胀、变形和碎裂

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