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欧洲XFEL的新实验可更好地理解基本光诱导x射线过程

X射线
发布:2020-12-25 14:50:58    

由欧洲XFEL的科学家领导的来自德国,瑞典,俄罗斯和美国的国际团队已发布了一项实验结果,该实验可为分析原子和分子中的跃迁状态提供一个蓝图。这将为深入研究光催化、光合作用的基本步骤和辐射损伤等重要过程提供新的机会。

这是在欧洲XFEL的小型量子系统(SQS)仪器上进行的第一个用户实验。科学家们利用高分辨率电子能谱技术捕捉到当x射线在原子电子云的核心穿孔时所产生的短暂短暂状态的快照。这项研究是在氖原子上进行的,其结果是分析瞬态的起点,并发表在《物理评论X》上。

核外氖极短的瞬态只持续2.4飞秒。让我们来看看飞秒的具体情况:一飞秒相当于一秒,一秒相当于3171万年。“欧洲XFEL允许我们使用每秒高数量的激光脉冲和高脉冲能量。这意味着我们可以将大量的光子带到样本中,这对探测这种瞬态原子状态至关重要。”论文的主要作者Tommaso Mazza解释说。

“我们首先利用强x射线脉冲将电子从氖原子的内壳或核中移除,然后利用来自同一x射线脉冲的第二个光子来绘制出‘空心’原子,”Mazza说。“这是科学家首次能够获取信息的电子结构的取心井瞬态由x光诱导电子能谱学,更准确地说,通过测量电子的能量激发后发出了第二个光子而顺利x光脉冲的波长变化,”他补充道。

SQS的首席科学家Michael Meyer强调说,本文的结果以及最近在《科学》上发表的一篇论文都显示出在SQS仪器上有效控制和探测特定电子子壳体激励的出色可能性。他说:“我们可以在分子靶中实现原子或元素的特定激发,并独立研究每个原子对光子诱导的分子动力学的影响。” 靶向分子中的特定原子可使科学家更深入地了解强辐射下分子装配体中各个构件的行为。

汉堡地区的欧洲XFEL是大型国际X射线激光设备。每秒27,000次X射线闪烁,其高亮度为科学开辟了全新的机遇。来自世界各地的研究小组能够绘制病毒的原子细节,破译细胞的分子组成,拍摄纳米世界的三维“照片”,“胶片”化学反应以及研究诸如行星深处发生的过程。

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