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低能电子与光的相互作用中的量子效应
自由电子和光场之间的相互作用构成了一个独特的平台，用于研究物质的超快过程并探索基本的量子现象。具体而言，超快电子显微镜中的光学调制电子作为无创探针，将时空 - 时间 - 能源分辨率推向涂料表 - attosecond-microelectronvolt范围。电子能量远高于所涉及的光子能量，通常使用低电子 - 光线耦合，因此，仅提供有限的量子非线性非线性现象的访问权限，这是纳米结构动态响应的基础。在这里，我们从理论上研究了光子和可比较能量的电子之间的电子光相互作用，揭示了量子和后坐力效应，包括将表面散射电子到光平面波的非散布耦合，无弹性电子反向散射的无弹性电子从受约束的光场进行了散射，并通过强烈的电气 - 光线 - 光线 - 光线 - 光线偶联不足的电子差异不足。我们对电子 - 光 - 物质相互作用的探索有可能在超快电子显微镜中进行应用。
低能电子与...
自由电子和光场之间的相互作用构成了一个独特的平台，用于研究物质的超快过程并探索基本的量子现象。具体而言，超快电子显微镜中的光学调制电子作为无创探针，将时空 - 时间 - 能源分辨率推向涂料表 - attosecond-microelectronvolt范围。电子能量远高于所涉及的光子能量，通常使用低电子 - 光线耦合，因此，仅提供有限的量子非线性非线性现象的访问权限，这是纳米结构动态响应的基础。在这里，我们从理论上研究了光子和可比较能量的电子之间的电子光相互作用，揭示了量子和后坐力效应，包括将表面散射电子到光平面波的非散布耦合，无弹性电子反向散射的无弹性电子从受约束的光场进行了散射，并通过强烈的电气 - 光线 - 光线 - 光线 - 光线偶联不足的电子差异不足。我们对电子 - 光 - 物质相互作用的探索有可能在超快电子显微镜中进行应用。
机器学习策略，用于对X射线光谱的准确有效分析
抽象的计算光谱已成为希望获得实验光谱定性和定量解释的研究人员的关键工具。在过去的十年中，实验与理论之间的相互作用增加创造了一个积极的反馈回路，该回路激发了两个领域的发展。特别是，计算的精度提高已导致它们成为分析电磁频谱光谱镜的必不可少的工具。对于短波长技术，例如核心孔（X射线）光谱镜，其流行率在现代X射线设施出现之后增加了，包括第三代同步激素和X射线自由电子激光器。基于建立的波功能或密度功能方法的计算继续主导文献中光谱分析的大部分，但机器学习算法的新兴发展正在开始为这些传统技术提供新的机会，以快速，准确，价格合理的“黑色盒子”接近这些传统技术。此局部评论叙述了计算X射线光谱的数据驱动/机器学习方法的最新进展。我们讨论了当前可用方法的成就和局限性，并回顾了这些技术必须扩大计算和实验X射线光谱研究的范围和范围的潜力。
超短terahertz电磁脉冲的自旋来源
Terahertz（THz）辐射覆盖了约0.1至30 THz的范围。它在基础研究和未来应用中拥有巨大的希望，1,2，因为THZ频率范围与物质的所有阶段，即等离子体，气体，液体和固体相吻合。3，例如，THZ辐射可以共同引起传导 - 电子传输，等离子体，激子，库珀对，Phonons或镁元。4因此，THZ光谱是研究广泛材料中基本过程的强大工具。thz辐射不仅是一种探针：高振幅THZ来源的发展可以控制物质5-7的集体激发，例如8-11的磁铁中的磁子或驾驶phonons。目前，THZ电场在台式系统中达到1 mV/cm的峰值强度，并且在大规模用户设施（例如自由电子激光器）中超过10 mV/cm。17在激发脉冲激发时，最近观察到了物质的不同阶段（例如，拓扑，磁性和结构）之间的超快切换。8,18–25 THZ激发也可以与其他良好的实验探针（例如角度分辨光发射光谱，26个扫描隧道显微镜，27-29或X射线衍射）结合使用。30,31将THZ光谱与如此强大的
教授的课程。博士罗宾·桑特拉（Robin Santra）
2015年4月 - 目前：德国汉堡大学化学系联合任命。2010年7月 - 现在：W 3教授“理论集团主管”，德国汉堡大学的自由电子激光科学中心和物理系。2010年1月 - 2010年6月：美国阿尔贡国家实验室X射线科学部原子，分子和光学物理小组的物理学家。2008年4月 - 2010年6月：美国芝加哥大学物理系兼职副教授。2007年6月 - 2009年12月：美国阿尔贡国家实验室的化学科学与工程部的物理学家，分子和光学物理小组。2005年8月 - 2007年5月：美国阿尔贡国家实验室的化学部原子，分子和光学物理小组助理物理学家。2004年9月 - 2005年8月：美国哈佛大学的哈佛大学天体物理学中心理论原子，分子和光学物理学研究所，分子和光学物理学研究所，美国哈佛大学。2002年9月 - 2004年8月：美国科罗拉多大学吉拉教授C. H. Greene教授。2001年12月 - 2002年8月：德国海德堡大学化学系L. S. Cederbaum教授的博士后研究助理。
Th-229 核的激光激发
利用相干电磁辐射对基本量子系统进行共振激发是许多物理学实验的核心，例如原子和分子光谱、原子钟、量子信息处理等。相干激光激发有许多应用，特别是需要高精度控制量子叠加态的频率或相位时，但迄今为止它在核物理中几乎没有使用[1]。从典型的核激发能量和可用的激光光子能量之间的巨大不匹配可以理解激光激发原子核的困难。核激发已经在激光产生的等离子体中得到证实，其中相互作用是通过在强激光场中加速的电子介导的，电子在碰撞中或通过X射线范围内的轫致辐射与原子核相互作用[2]。不同的原子核已经通过同步辐射在6 – 60 keV能量范围内的跃迁上进行共振激发，寿命在纳秒到微秒范围内[3]。 Sc-45 的 12.4 keV 共振最近在欧洲 x 射线自由电子激光器 [4] 上被激发，其寿命为 0.47 秒。Th-229 原子核以其独特的低能同质异能态而闻名 [5 – 7] 。其激发能量为 8.4 eV，使核跃迁处于真空紫外 (VUV) 光谱范围内，使其可用于台式激光系统和精密光学工具的实验
与范德华异质结构
摘要X射线光学的科学和技术已经走了很远，从而使X射线专注于高分辨率X射线光谱，成像和辐照。尽管如此，在X射线制度中，许多形式的裁缝波对光学状态的应用产生了重大影响。从根本上讲，这种差异源于所有材料在高频上接近统一的折射率的趋势，这使得X射线光分量（例如镜片）和镜像更难创建，并且通常效率更低。在这里，我们提出了一个新概念，用于X射线聚焦，基于将弯曲的波前诱导到X射线生成过程中，从而导致X射线波的内在聚焦。这个概念可以看作是有效地将光学元件整合为发射机制的一部分，从而绕过X射线光学组件施加的效率限制，从而实现了具有纳米级焦点斑点大小和微米尺度的纳米镜的创建。特别是，我们通过设计由自由电子驱动时会塑造X射线的大约VDW异质结构来实现此概念。聚焦热点的参数，例如侧向尺寸和焦点深度，是层间间距chirp和电子能量的函数。期待，创建多层VDW异质结构的持续进展开放了X射线纳米梁的焦点和任意形状的前所未有的视野。
和动量解决的光发作研究使用时间...
超快泵和探针脉冲的时间分辨光发射是一种具有广泛应用潜力的新兴技术。实时记录非平衡电子过程，化学反应中的瞬态状态或电子和结构动力学的相互作用为未来的研究提供了有趣的机会。将价值波段和核心水平光谱与用于电子，化学和结构分析的光电子衍射相结合，需要少数10 fs的软X射线脉冲，其中大约10 MeV光谱分辨率，目前可在高复兴速率的频率射击器激光器下可用。我们已经构建并优化了在Flash/pg2上委托使用的多功能设置，该设置将自由电子激光功能和用于光发射研究的多维录制方案结合在一起。我们使用带有飞行时间记录的全场成像动量显微镜作为以空前效率（k x，k y，e）参数空间（k x，k y，e）映射的检测器。我们的仪器可以在几个EV的结合能量范围内成像最多7Å-1直径的全表面布里渊区，同时解决约2.5×10 5数据素体。在36.5 eV和109.5 eV的光子能量下测量的范德华半导体WSE 2中使用超快激发态动力学
Andrew Appleby、Thangavel Thevar，“使用激光诱导击穿光谱法鉴别英国一英镑假币”，Opt. Eng. 55 (4)，044104 (2016)，doi：10.1117/1.OE.55.4.044104。
1 简介 激光诱导击穿光谱 (LIBS) 可确定目标样品中存在的原子元素。使用激光脉冲蒸发目标的小样本（通常小于一微克）以产生电离原子和自由电子的等离子体。当该等离子体冷却并且自由电子与离子重新结合时，会发射出各种谱线。这些线的波长和强度可识别原始目标中的原子元素。此外，还可以推断出目标中存在的这些元素的百分比。通过计算机分析发射的谱线，可以在几分之一秒内完成测量。几乎不需要或不需要样品制备。目标可以是任何吸收所选激光波长的材料：固体、液体或气体。LIBS 被认为源于 Brech 和 Cross 的论文。1 LIBS 发展到目前的状态现在已经有据可查。2 – 4 这种简单、快速且用途广泛的技术广泛应用于实验室和现场测量。后者受到激光和光谱仪技术的进步的推动，这些进步带来了紧凑型便携式 LIBS 系统的出现。5 – 7 LIBS 的应用现在涵盖了物理和生命科学的许多领域，8 – 12 从深海测量 13、14 到火星。15 这项技术的特点是微破坏性（许多应用认为它是非破坏性的），其应用甚至延伸到珍贵艺术品，用于鉴定古代绘画作品和珍宝中的颜料，例如检查古钱币以确定其年代和真实性。16 – 19
制造业 BRN 报告合并 - DOE 科学办公室
0D 零维 1D 一维 2D 二维 3D 三维 AFM 原子力显微镜 AI 人工智能 AM 增材制造 AMO DOE 先进制造办公室 aPPO 无定形聚环氧丙烷 BES DOE 基础能源科学办公室 BRN 基础研究需求 CAMERA 能源研究应用高级数学中心 CT 计算机断层扫描 DFT 密度泛函理论 DOE 能源部 DPD 耗散粒子动力学 EDS 能量色散 x 射线光谱 EJ 艾焦耳 FEL 自由电子激光器 fs 飞秒 GHG 温室气体 HEDM 高能衍射显微镜 HPC 高性能计算 HTE 高通量实验 iPPO 环氧丙烷等规聚合 IR 红外 LED 发光二极管 Li 锂 MAS 魔角旋转 ML 机器学习 MOF 金属有机骨架 MS 质谱或微秒 NIST 美国国家标准与技术研究所 NOx 氮氧化物 NSLS 美国国家同步加速器光源 PCAST 总统科学技术顾问委员会 PDF 对分布函数 PRD 重点研究方向 ps 皮秒 R&D 研究与开发 s 秒 SAXS 小角度 x 射线散射 SEM 扫描电子显微镜/显微镜 SLM 选择性激光熔化 ssNMR 固态核磁共振 TEM 透射电子显微镜/显微镜 YAG 钇铝石榴石