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世界第一束原子X射线激光诞生

2012.2.07

　　未来，科学家们应该能够以原子分辨率清楚地观察植物是如何将太阳能转化为糖，或者太阳能电池如何产生电流的，正是美国科学家制造出的世界上波长最短、单色纯度的第一束原子X射线激光，使得上述想法成为可能。相关研究发表在最近出版的《自然》杂志上。

　　该研究的领导者、美国斯坦福直线加速器中心(SLAC)国家加速器实验室的Nina Rohringer说：“X射线能帮助人们深入观察原子和分子世界。”为了制造这种原子激光，Rohringer和他的同事利用强大的X射线激光从位于密封舱中的氖原子内层中敲除电子。当其他电子再回落填补那些位置时，大约有1/50的原子通过发出一束X射线回应。这些X射线接着又激发临近的氖原子，随之产生了更多的X射线，如此的多米诺效应将原始X射线激光放大了2亿倍。

　　这项成就实现了1976年的一个预言，那时科学家称，X射线激光能被用制造可见光激光的方法制造出来，即通过原子内部电子从高能级向低能级跃迁，释放单色光的方法。可是直到2009年，当SLAC直线加速器相干光源开始运行时，也没有足够强度的X射线能用来制造这种原子激光。

　　和SLAC直线加速器相干光源产生的X射线激光不同，原子X射线激光的波长只有前者的1/8，并且颜色更纯，能够清楚地区别以前不可能看到的超快反应的细节。

　　“这项成就打开了X射线研究的新领域。”研究参与者之一John Bozek说。Rohringer表示，下一步实验将尝试利用氧气、氮气或含硫气体来制造波长更短、能量更高的原子X射线激光。

x射线激光加速器

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