阿秒硬X射线脉冲强度纪录刷新

发布:cyqdesign 2026-10-21 23:16 阅读:109

来自日本东京大学、德国电子同步加速器研究中心等机构的科学家,利用欧洲X射线自由电子激光装置(XFEL),制造出极短且强度空前的硬X射线闪光,所得脉冲峰值强度超过1020瓦/平方厘米,刷新阿秒硬X射线脉冲强度世界纪录。相关成果发表于最新一期《光学》杂志。

硬X射线波长极短,穿透力强。实验中,团队采用先进的柯克帕特里克—贝兹(AKB)光学系统,将X射线聚焦于比人类头发横截面小约10万倍的区域,焦斑仅180×330纳米。X射线闪光在两面精密镜面上各反射两次,垂直与水平方向依次聚焦,最终汇聚成微小而极强的光点。所得脉冲持续时间约300阿秒。1阿秒等于10-18秒,是目前人类能驾驭的最短时间尺度之一,专为捕捉原子内部电子的超快运动而生。

在装有交替极化永磁体的波荡器中,一团摆动的电子云发射出尖锐的短X射线脉冲。

此前,团队已在XFEL展示太瓦级(1012瓦)阿秒硬X射线脉冲。此次,团队通过将脉冲照射铜箔独立验证,其峰值强度超过1020瓦/平方厘米。X射线从铜原子深内壳层击出电子,留下“空穴”,其他电子填补空穴时发出X射线。在极高强度下,这些光刺激其他受激铜原子朝同一方向发射更多X射线,放大信号——这一过程称为放大自发辐射(ASE)。

与普通荧光向四面八方散射不同,一旦超过ASE阈值,光便沿正向聚集成锥状。团队观察到,ASE信号随脉冲能量增加迅速攀升,但在更高能量下趋于饱和。这种“饱和”行为仅在极高X射线强度下才会出现。

这一突破意味着,科学家如今可借助阿秒X射线探索X射线与物质间强烈的非线性相互作用,甚至有望在化学反应中操控电子行为。XFEL预计2027年初交付自有AKB系统,届时研究人员将能利用短而强的X射线闪光,在样本被X射线实质性破坏前捕获电子信息。

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最新评论

wangjin001x 2026-10-21 23:40
阿秒硬X射线脉冲强度纪录刷新
jeremiahchou 2026-10-22 00:03
这一突破意味着,科学家如今可借助阿秒X射线探索X射线与物质间强烈的非线性相互作用,甚至有望在化学反应中操控电子行为。XFEL预计2027年初交付自有AKB系统,届时研究人员将能利用短而强的X射线闪光,在样本被X射线实质性破坏前捕获电子信息。
jabil 2026-10-22 00:18
Good information 👍
tassy 2026-10-22 00:18
阿秒硬X射线脉冲强度纪录刷新
phisfor 2026-10-22 06:46
阿秒硬X射线脉冲强度纪录刷新
谭健 2026-10-22 07:27
关注科研成果
tomryo 2026-10-22 07:45
阿秒硬X射线脉冲强度纪录刷新
likaihit 2026-10-22 08:05
阿秒硬X射线脉冲强度纪录刷新
redplum 2026-10-22 08:07
阿秒硬X射线脉冲强度纪录刷新
creeper 2026-10-22 08:09
阿秒硬X射线脉冲强度纪录刷新
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