光線明亮一點(diǎn)會(huì)讓物體呈現(xiàn)得更清楚，外觀不會(huì)變。但如果光線是10億個(gè)太陽(yáng)那么亮的激光、物體是單個(gè)電子，電子的“外觀”就會(huì)徹底改變，這是科學(xué)家用世界最亮激光照射電子時(shí)觀察到的奇妙現(xiàn)象。
這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)是在美國(guó)內(nèi)布拉斯加大學(xué)林肯分校的極端光實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的。該大學(xué)發(fā)布的新聞公報(bào)說(shuō)，用這種方法能產(chǎn)生特殊的高能X射線脈沖，用于醫(yī)學(xué)、工程、安全和基礎(chǔ)科研。中國(guó)上海交通大學(xué)的科學(xué)家參與了研究，相關(guān)論文發(fā)表在《自然·光子學(xué)》雜志上。
物體散射的光子進(jìn)入眼睛，使人能看到物體。通常情況下，物質(zhì)里的每個(gè)電子平均4個(gè)月才能接觸到一個(gè)光子，此前的實(shí)驗(yàn)也只能做到讓單個(gè)電子一次散射幾個(gè)光子。此外，散射的光子角度和能量與光源亮度無(wú)關(guān)。
研究人員利用極端光實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備產(chǎn)生超強(qiáng)激光，照射懸浮在氦氣中的電子，首次實(shí)現(xiàn)了高階散射，一次最多有近1000個(gè)光子撞擊同一個(gè)電子。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，激光強(qiáng)度超過(guò)一定限度后，電子散射光子的模式與低強(qiáng)度時(shí)完全不同，散射的光子角度和能量會(huì)隨激光強(qiáng)度發(fā)生變化，相當(dāng)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(qiáng)激光作用下，電子釋放出的光子會(huì)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(shí)間極短、能量極強(qiáng)，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(cè)材料內(nèi)部的微小缺陷等，還能用作超高速照相機(jī)，觀察粒子運(yùn)動(dòng)或化學(xué)反應(yīng)。
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