有史以來最強大的X射線脈沖達到近太瓦功率
據(jù)英國《新科學家》網(wǎng)站22日報道,美國SLAC國家加速器實驗室的直線加速器相干光源(LCLS)發(fā)出有史以來強X射線脈沖。該脈沖僅持續(xù)4.4萬億分之一秒,產(chǎn)生的功率卻接近1太瓦(100億兆瓦),為普通核電站年產(chǎn)量的1000倍。這些超快X射線可用于更詳細地拍攝分子內(nèi)部情況,促進基礎(chǔ)物理和材料科學領(lǐng)域發(fā)展。相關(guān)研究論文發(fā)表于最新一期《自然·光子學》雜志。
直線加速器相干光源是一種X射線激光器,其工作原理是將電子束加速到極限速度,然后用一系列磁鐵使電子束“擺動”,并以X射線形式發(fā)射輻射。
最新實驗中,阿戈斯蒂諾·瑪里奈利及其同事重新設(shè)計了這一過程,使每束電子發(fā)射兩次X射線,讓X射線達到前所未有的能量。瑪里奈利指出,這種方法過去得到了理論計算的支持,但其效果仍令他們吃驚。
SLAC的詹姆斯·克萊恩指出,這些超快X射線將幫助科學家為材料和分子內(nèi)部正在發(fā)生的事情拍攝更詳細的影像。它還可能催生新技術(shù),捕捉電子等微型粒子正在進行的過程,此前這些過程一直難以被記錄。例如,利用這種新的X射線可為分子內(nèi)部電子行為“拍電影”——先從一個原子的角度拍攝,然后從相鄰原子的角度拍攝,可從根本上提高科學家對電池等系統(tǒng)內(nèi)化學反應的理解。
德國電子同步加速器(DESY)弗朗西斯卡·卡萊加里表示,如此精確地跟蹤電子能幫助科學家更好地控制電子行為,從而為太陽能等應用帶來更高效材料。
審核編輯 黃宇
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