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世界上最短暂X射线,只有43阿秒!


时间:2017-11-03 作者:寂寂
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仪商讯:近日,苏黎世联邦理工学院(ETH)研究人员成功地将X射线激光器的脉冲持续时间缩短到43阿秒,这一进步能够让他们观察到电子的慢动作。

为了完全了解化学反应过程中的动力学,科学家们必须能够在原子和分子的基本时间坐标研究它们的所有动作。分子旋转的范围是皮秒(10-12秒)量级,它们的原子振动范围为飞秒(10-15秒)量级,电子移动的范围是阿秒(10-18秒)量级。




此次研究中,研究人员从红外激光器中得到了具有光谱带宽非常宽的软X射线激光脉冲。因此,通过激发其内壳层电子我们可以直接观察到包括磷和硫等各种元素。这两个元素都存在于生物分子中,现在能够以前所未有的时间分辨率来观察它们。

据了解,阿秒激光光谱仪不仅适用于观察,也可以直接操纵化学反应。使用激光脉冲可以改变反应进程——甚至可以通过停止分子中某一位置的电荷转移来破坏化学键。以往来说,这种化学反应中有针对性的干预措施是不可能的,因为之前还不能达到分子中电子运动的时间量级。

瑞士苏黎世联邦理工学院的研究人员成功打造出持续时间只有 43 阿秒的世界最短激光脉冲。这一激光脉冲是人类创造的最短的受控激光脉冲。研究人员现在能够更深入的探索电子如何在分子内运动,以及化学键如何形成。阿秒光谱学能够帮助我们研发更加高效的太阳能电池,因为它让我们人类首次能够一步步追踪产生电流的过程。电荷转换路径的深入探索也能够帮助我们提升新一代光敏元器件的效率。


关键词:激光脉冲 X射线 激光器    浏览量:637

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