科学家们以兆赫兹的重复频率产生高功率阿秒x射线脉冲
发布时间：2024-11-26 09:37:28 阅读数： 231
在特殊光束光学的帮助下，欧洲XFEL的相对论电子（蓝云）被强烈压缩（中心亮线）。这就产生了一个非常明亮的、高功率的阿秒级x射线脉冲。来源：Tobias w
在科学界，一项关于x射线技术的重大突破正在改变我们对物质内部电子动力学的理解。欧洲XFEL（欧洲X射线自由电子激光设施）和DESY（德意志电子同步加速器研究中心）的研究小组共同研发出了一种前所未有的技术，能够以兆赫兹的重复率产生高功率的阿秒硬x射线脉冲。
阿秒是什么？简单来说，1阿秒是1秒的10的负18次方，这个时间尺度极短，比眨眼还要快上亿亿倍。而这次的研究，科学家们成功地产生了脉冲持续时间只有几百阿秒的硬x射线脉冲，这意味着他们能够捕捉到物质中最快的电子运动，这是以往技术所无法做到的。
这项技术的关键在于一种被称为“自啁啾方法”的新技术。这种方法利用了电子束的集体效应和欧洲XFEL的专用光束传输系统，能够在不减少电子束电荷的情况下，产生出能量超过100微焦耳、以太瓦级峰值功率和兆赫兹重复率的阿秒x射线脉冲。这意味着，科学家们现在拥有了更加强大、更加高效的工具来探索物质的微观世界。
这项技术的突破，为科学家们开辟了新的研究领域。以往，由于技术的限制，科学家们很难对物质内部的电子动力学进行深入的、无损伤的研究。而现在，有了这种高功率的阿秒x射线脉冲，科学家们可以对物质的结构和电子特性进行真正的无损伤测量，这对于阿秒晶体学等高级研究来说，无疑是一个巨大的福音。
此外，这项技术还有望在多个科学领域产生深远的影响。比如，在蛋白质分子和材料的原子尺度成像方面，科学家们可以利用这种技术来更加清晰地观察到分子和材料的内部结构；在研究非线性x射线现象方面，科学家们也可以利用这种技术来探索更加复杂、更加有趣的物理现象。
欧洲XFEL的FEL物理小组组长Gianluca Geloni表示：“通过将超短脉冲与兆赫兹重复频率相结合，我们现在可以更快地收集数据，并观察到以前隐藏在视线之外的过程。这一发展有望改变多个科学领域的研究。”
总的来说，这项技术的突破不仅为科学家们提供了更加强大、更加高效的工具来探索物质的微观世界，还为多个科学领域的研究带来了新的希望和机遇。
