X射線激光器發射有史以來最強脈沖

據英國《新科學家》網站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）發出有史以來最強X射線脈沖。該脈沖僅持續4.4萬億分之一秒，產生的功率卻接近1太瓦（100億兆瓦），為普通核電站年產量的1000倍。這些超快X射線可用于更詳細地拍攝分子內部情況，促進基礎物理和材料科學領域發展。相關研究論文發表于最新一期《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射線形式發射輻射。

最新實驗中，阿戈斯蒂諾·瑪里奈利及其同事重新設計了這一過程，使每束電子發射兩次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部正在發生的事情拍攝更詳細的影像。它還可能催生新技術，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內化學反應的理解。

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。