科學也可以如此靠近

科學家創造世上最短暫X射線 能觀察電子的慢動作


2017年12月18日23時 今日科學 太平洋電腦網
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10月31日消息,科學家們已經成功創造出世界上時間最短的X射線雷射脈衝,持續時間只有43阿秒,這一進步能夠讓我們觀察到電子的慢動作。為了完全了解化學反應過程中的動力學,科學家們必須能夠在原子和分子的基本時間坐標研究它們的所有動作。分子運動處於皮秒水平,而原子和電子震動分別處於飛秒和阿秒水平。

瑞士蘇黎世聯邦理工學院的研究人員成功打造出持續時間只有43阿秒的世界最短雷射脈衝。這一雷射脈衝是人類創造的最短的受控雷射脈衝。研究人員現在能夠更深入的探索電子如何在分子內運動,以及化學鍵如何形成。阿秒光譜學能夠幫助我們研發更加高效的太陽能電池,因為它讓我們人類首次能夠一步步追蹤產生電流的過程。電荷轉換路徑的深入探索也能夠幫助我們提升新一代光敏元器件的效率。

蘇黎世聯邦理工學院的教授Hans Jakob Worner稱,阿秒雷射束並不僅僅適用於更多的觀測,而且也能夠直接操縱化學反應。藉助雷射脈衝能夠改變化學反應過程,此外通過阻止分子特定位置的電荷轉移,甚至能打破化學鍵。這種化學反應過程的靶向干預此前是無法實現的,因為分子內電子的時間軸以前難以探測。

現在Worner的團隊已經開始探索新一代更短的雷射脈衝。更短的極光脈衝有可能記錄下更加詳細的圖像,為我們揭開其中更多的秘密。很快我們就有可能以更高的時間解析度追蹤更複雜分子中的電子運動。


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