抓拍原子中的高速電子-
作者：馮維維
發(fā)布時間：2021-04-09
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抓拍原子中的高速電子-

科學(xué)家觀察并操縱了氙原子的電子移位過程。圖片來源：Carlos Clarivan

本報訊?當(dāng)單個電子在一個原子內(nèi)運動時，一對光波可以用來觀察和操縱這一比“眨眼”更快的過程。日本SAGA同步輻射光源的Kaneyasu Tatsuo和同事日前觀察到氙氣體原子中的電子運動，這種現(xiàn)象只持續(xù)了十億分之一秒。

長期以來，物理學(xué)家一直希望通過向一個目標(biāo)發(fā)射一束電子來拍攝單個原子的肖像。但追蹤原子中電子的排列變化更具挑戰(zhàn)性，因為這種變化只維持很短的時間。

Tatsuo等人利用同步加速器（一種粒子加速器）產(chǎn)生的超短光脈沖對轟擊了原子。然后他們探測到原子和光脈沖相互作用引起的電子運動。他們發(fā)現(xiàn)，這種運動可以通過精確調(diào)節(jié)兩個脈沖之間的時間加以控制。相關(guān)研究近日發(fā)表于《物理評論快報》。

研究人員表示，該方法實現(xiàn)了電子波包（電子的物質(zhì)波）間量子干涉的實驗驗證和控制。此外，還跟蹤了飛秒螺旋內(nèi)殼激發(fā)態(tài)的衰變。這是第一次在原子內(nèi)殼過程中觀察到波包干擾，也是第一個用同步輻射光源開展的關(guān)于飛秒螺旋衰減的時間分辨實驗。

研究人員認(rèn)為，該方法可以用于探索和操縱各種元素的超快電子運動。（馮維維）

相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.126.113202

《中國科學(xué)報》 (2021-04-09 第2版 國際)


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