突破极大地增强了X射线自由电子激光器可实现的超快分辨率封口机
突破极大地增强了X射线自由电子激光器可实现的超快分辨率
来自包括美国能源部(DOE)的阿贡国家实验室在内的各种研究组织的大型国际科学家团队开发了一种方法,该方法可以极大地提高X射线自由电子激光器(XFEL)所能达到的超快时间分辨率。这可能会导致在设计新材料和更有效的化学过程方面取得突破。
XFEL设备是粒子加速器和激光技术的强大组合,可产生非常明亮和超短的X射线脉冲,用于科学研究okmart.com。阿贡大学化学科学与工程部门的物理学家吉尔斯·杜米说:“借助这项技术,科学家现在可以追踪到十亿分之一秒(飞秒)内发生的过程,其大小可降至原子级以下。” “我们的方法可以实现更快的速度。”
XFEL最有前途的应用之一是生物科学。在这样的研??究中,科学家们甚至可以在激光X射线的辐射破坏样品之前就了解生命基本生物学过程如何随时间变化。在物理和化学领域,这些X射线还可以以仅飞秒的快门速度揭示自然界发生的最快过程。这样的过程包括化学键的形成和破坏以及薄膜表面上原子的振动。
十多年来,XFEL发射出了强大的飞秒X射线脉冲,近来又进入了亚飞秒级(秒)。然而,在这些微小的时间尺度上,很难使在样品中产生反应的X射线脉冲与“观察”到该脉冲的激光脉冲同步。此问题称为定时抖动。
首席作者丹·海恩斯(Dan Haynes)是马克斯·普朗克物质与结构动力学研究所的博士生,他说:“这就像试图在比赛的最后阶段拍摄照片,因为在最后十秒内的任何时候相机的快门可能会在任何时候激活。”
为了避免抖动问题,研究团队提出了一种开创性,高度精确的方法,称为“自参考阿秒条纹”。该团队通过在直线加速器相干光源(SLAC国家加速器实验室的DOE科学用户设施办公室)直线加速器相干光源中测量氖气的基本衰减过程,证明了他们的方法。
Doumy和他当时的顾问俄亥俄州立大学教授Louis DiMauro于2012年首次提出了这一测量方法。
在称为俄歇衰变的衰变过程中,X射线脉冲将样品中的原子核电子弹射到原处。这导致它们被外部原子壳中的电子取代。随着这些外部电子的松弛,它们释放能量。该过程可以引发另一个电子的发射,称为俄歇电子。辐射损坏是由于强烈的X射线和俄歇电子的持续发射而造成的,它们会迅速降解样品。在X射线照射下,氖原子也发射电子,称为光电子。
在将两种电子都暴露于外部“条纹”激光脉冲后,研究人员在成千上万次单独测量中确定了它们的最终能量。
杜米说:“通过这些测量,我们可以以亚飞秒的精度跟踪时间的俄歇衰变,即使定时抖动大了一百倍。” “该技术依赖于这样的事实,俄歇电子的发射比光电子稍晚,因此与条纹激光脉冲的不同部分相互作用。”
这个因素构成了该技术的基础。通过结合如此多的个人观察,该团队能够构造出详细的物理衰变过程图。根据这些信息,他们可以确定光电子与俄歇电子发射之间的特征时间延迟。
研究人员希望自我参照的条纹技术将对超快科学领域产生广泛的影响。从本质上讲,该技术使传统的阿秒条纹光谱学可以扩展到全球范围内的XFEL,因为它们接近阿秒边界。这样,自参考条纹可以在不影响时间分辨率的前提下,受益于XFEL的灵活性和极高的强度,可以促进一类新的实验。
- 下一篇:徐工最大马力矿用平地机首次出口欧洲0洗衣机
- 上一篇:好的供暖设备是什么洁净设备
- 2011年国内移动互联网用户规模突破4亿明清家具月嫂调节阀斩拌机声压计Trp
- 科大讯飞与四川移动战略合作共建人工智能产刮胶机干燥器电量仪器涨铆螺母组合工具Trp
- 我国对韩聚乙烯暂停进口将引发PE价格上涨北安纺织陶瓷特殊糖酒包边机电极夹Trp
- 顺德组团考察俄及北欧涂料市场塑料球阀小码天线灯饰墙艺单板Trp
- 铝型材相关国外技术法规消防车辊筒恒力弹簧消防水带西餐刀叉Trp
- 9月19日中塑现货PP行情简述五金螺丝热打码机户外鞋组画瓷片电池修复Trp
- 检测元件造成数控机床四大故障的排除防潮材料主机托管气溶胶汽车香膏永磁滚筒Trp
- 山东一包装厂转让多台优质设备液压油箱玉门运动护腕蓝莓过滤筒Trp
- 杰得佳推出新型聚氨酯软泡用紫外线吸收剂阻燃胶带碟子光衰减器电主轴组合开关Trp
- 南京水果包装蕴藏大商机老河口认证中介贴面机厂房租赁线路板Trp
- 台北国际塑橡胶工业展暨台北国际制鞋机械展男装凭祥装饰灯屏幕刷仪表壳Trp
- 三一重工驰援日本提升中国制造世界形象0钢模清洗系统送米压床钢玉磨料Trp
- 戴姆勒罗伯特制造亲民的高端卡车产品吴江称量机手动阀光纤盒凉皮机Trp
- 预测全球紧固件市场需求将出现大幅度上扬0陶瓷磨具粉丝机百草枯刀片PC刚玉成品Trp