http://www.sciencehuman.com 科学人 网站 2017-08-1
可用来捕捉原子中快速移动的电子图像
科技日报北京8月8日电 （记者房琳琳）据物理学家组织网8日报道，华裔科学家常增虎领导的科研团队，再次创造出迄今最短的X光脉冲——仅53阿秒（1阿秒=10-18秒），打破了其2012年创下的67阿秒极紫外光脉冲纪录，这一成果发表在最近一期的《自然·通讯》杂志上。
阿秒是一种时间量程，原子核内部作用过程的持续时间可用阿秒表示。在53阿秒的时间里，光线的行进距离不到人类头发直径的千分之一。
高速摄像机可以用相同的方式记录飞行子弹的慢动作视频，阿秒光脉冲则允许科学家以前所未有的敏锐度，捕捉原子和分子中快速移动的电子图像。常增虎的工作，开辟了观看和记录超快动态原子现象的新领域，帮助生物学家、材料学家在更小的空间进行高水平的研究，特别是在量子力学的微小尺度上观察能量和物质。
常增虎解释说：“阿秒X光可用于拍摄活细胞中生物分子的电子和原子慢动作视频，比如更好地了解光合作用如何工作，以提高太阳能电池的效率等。”此外，这种记录能力对开发下一代逻辑和存储器芯片大有裨益，也能为研究化学材料中快速反应过程提供新方法，帮助科学家研究在特殊物理、生理过程中，如数据传输、治疗癌症或诊断疾病时递送标靶药物的过程中是如何利用能量的。
量子力学是微观层面的物理学研究，科学家正在试着从电子水平更好地了解量子过程，甚至最终控制这一过程，设计出新光源，组合出新分子，或者设计出新型超速电子元件，以及无数其他可能的发明，因此观察原子和分子里发生的极短事件变得越来越重要。
从2001年首次证明了阿秒脉冲开始，世界各地的科学家一直在努力做出更短的脉冲持续时间，这样可以敲开理解亚原子世界的大门。
作为美国国家科学院院士，常增虎在其担任所长的阿秒科技前沿研究所，而非粒子加速器等大型设施中，完成了这一创纪录的重要实验过程。
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科学家研发的阿秒级别脉冲，就好像屏幕像素点，越细密越高级。极紫外光因为光子能量高，是光学家高度重视的特种光源。现在最好的光刻机用的就是极紫外光源。但操作极紫外光可是很难的，让它投射到目标点或面，保持微弱而稳定，都得想出各种办法才能实现。由此可见，光学家是很多科技领域底层的实现者。
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