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科學家用世界最亮激光照射電子

來源:新華網(wǎng)2017-06-30 我要評論(0 )   

光線明亮一點會讓物體呈現(xiàn)得更清楚,外觀不會變。但如果光線是10億個太陽那么亮的激光、物體是單個電子,電子的“外觀”就會徹底改變,這是科學家用世界最亮激光照射...

光線明亮一點會讓物體呈現(xiàn)得更清楚,外觀不會變。但如果光線是10億個太陽那么亮的激光、物體是單個電子,電子的“外觀”就會徹底改變,這是科學家用世界最亮激光照射電子時觀察到的奇妙現(xiàn)象。

這項實驗是在美國內(nèi)布拉斯加大學林肯分校的極端光實驗室進行的。該大學發(fā)布的新聞公報說,用這種方法能產(chǎn)生特殊的高能X射線脈沖,用于醫(yī)學、工程、安全和基礎科研。中國上海交通大學的科學家參與了研究,相關論文發(fā)表在《自然·光子學》雜志上。

物體散射的光子進入眼睛,使人能看到物體。通常情況下,物質(zhì)里的每個電子平均4個月才能接觸到一個光子,此前的實驗也只能做到讓單個電子一次散射幾個光子。此外,散射的光子角度和能量與光源亮度無關。 研究人員利用極端光實驗室的設備產(chǎn)生超強激光,照射懸浮在氦氣中的電子,首次實現(xiàn)了高階散射,一次最多有近1000個光子撞擊同一個電子。結(jié)果發(fā)現(xiàn),激光強度超過一定限度后,電子散射光子的模式與低強度時完全不同,散射的光子角度和能量會隨激光強度發(fā)生變化,相當于不同亮度的燈光下物體的形狀和顏色不一樣。

研究還發(fā)現(xiàn),在超強激光作用下,電子釋放出的光子會吸收所有散射光子的能量,成為X射線。這樣產(chǎn)生的X射線脈沖持續(xù)時間極短、能量極強,而且頻率較為單一,可以用較低劑量產(chǎn)生高精度三維圖像,用于檢查人體內(nèi)的腫瘤組織、探測材料內(nèi)部的微小缺陷等,還能用作超高速照相機,觀察粒子運動或化學反應。

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超強激光散射光子
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