43阿秒!世界上激光脉冲最短时间获突破

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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。在时间分辨率为阿秒级(10-18秒)的范围内,他们第一次观察到了电子在慢速化学反应过程中的运动。

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苏黎世联邦理工学院课题组的博士后研究员Thomas Gaumnitz利用该装置产生了世界上最短的激光脉冲

一般在原子分子运动中,科学家们能够在其基本时间范围内研究原子和分子的所有运动。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。

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