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《科学》:光驱动电子运动可绘制原子全息图

来源:www.timetimetime.net 时间:2020-01-20 编辑:散文精选
作者:常立军资料来源:科技日报发布时间:2011年

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《科学》:光驱动电子运动可以绘制原子全息图

有助于发展超快光电子能谱

全息术。一般来说,人们会想到艺术三维图像,但它也可以广泛应用于许多领域。据美国物理学家网络1月6日报道,在最新的研究中,一个由荷兰、德国、法国等国家的研究人员组成的研究小组通过激光驱动的电子运动建立了原子全息图。该技术有助于超快速光电子能谱的发展。未来,这张全息图像将使科学家能够以更直接的方式研究分子结构。相关论文最近发表于《科学》。

“我们已经在实验中证明,电子相对于分子的方向可以通过电离分子中的电子并使用激光场来改变。”该论文的合着者马克瑞金说,他在荷兰国家原子和分子物理研究所和德国马克斯波恩研究所工作。

在实验中,研究人员向原子或分子发射紧凑型红外激光,电离原子或分子释放电子,激光场驱动自由电子围绕离子来回振荡。有时电子会与离子碰撞,并在很短的时间内辐射能量。

由于电子的运动是完全相干的,这意味着它们总是处于同一个相位。研究人员认为全息技术可以用来记录离子和电子的信息。制作全息电子图像的关键是观察相干波(电子发射的波,不会影响离子)和信号波(离子散射的波,可用作描述离子结构的编码信息)之间的干涉。当仪器检测到相干波和信号波之间的干扰时,电子和离子的编码信息被存储起来,并可以在将来再现。研究人员解释说,这样产生的图像是由原子利用自己的电子产生的全息图。

研究人员还通过一个理论模型模拟了这种测量,证明全息图可以存储电子和离子的空间和时间信息。如果将来能够利用这种全息结构技术开发出一种新型的超快光电子光谱仪,科学家们就可以直接测量电子和离子运动,时间分辨率为阿秒(10-18秒)。这个函数对于从最基本的层面理解化学反应非常有用,特别是那些用其他方法很难研究的分子。

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《科学》发表的论文摘要(英文)

美国物理学家组织网络(AON)的相关报告

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