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2012-10-22 09:03 |
世界最快激光脈沖能定格超速運(yùn)行的電子和原子
據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)報(bào)道,世界最快的激光脈沖能夠定格正在超速運(yùn)行的電子和原子,美國(guó)亞利桑那大學(xué)的物理學(xué)家利用這種脈沖已經(jīng)捕捉到分子分裂、電子從原子里逃逸出來(lái)的動(dòng)態(tài)畫(huà)面。他們的研究有助于我們更好地了解分子過(guò)程,并最終在很多可能的應(yīng)用中控制它們。 h1{3njdr +O5hH8<&b 1878 年,當(dāng)時(shí)的一系列照片立刻解決了一個(gè)長(zhǎng)期存在的謎題:是不是正在飛奔的馬始終都有一部分身體接觸到地面?結(jié)果證明不是。愛(ài)德華-穆布里奇在賽馬跑道旁拍攝 的這一系列圖片,標(biāo)志著高速攝影時(shí)代的開(kāi)始。大約134年后,亞利桑那大學(xué)物理學(xué)系的研究人員解決了一個(gè)類似的謎題,這次是一個(gè)超速運(yùn)行的氧分子取代了 馬,超快、高能激光脈沖取代了穆布里奇的感光乳劑板。阿爾文-桑德胡及其科研組利用持續(xù)時(shí)間僅為0.0000000000000002秒的極端紫外線光脈 沖,設(shè)法定格氧分子在很短時(shí)間內(nèi)被高能擊中后產(chǎn)生的超速動(dòng)作。由于科學(xué)家正在試著從電子級(jí)別更好地了解量子過(guò)程,甚至最終控制這一過(guò)程,設(shè)計(jì)出新的光源, 組合出新分子,或者是設(shè)計(jì)出新型超速電子元件,以及無(wú)數(shù)其他可能的發(fā)明,因此觀察原子和分子里發(fā)生的極短事件變得越來(lái)越重要。 Q &t<Y^B SzRmF1< 雖然桑德胡的 科研組在產(chǎn)生世界最短光脈沖方面,并不是世界紀(jì)錄保持者,但他們是最先把這些當(dāng)做工具,用來(lái)解決很多懸而未決的科學(xué)問(wèn)題的人。該科研組的最新成果,是展示 氧分子在吸收過(guò)多能量而無(wú)法保持兩個(gè)原子之間的穩(wěn)定性后,突然裂開(kāi)的實(shí)時(shí)快照系列。該研究成果發(fā)表在《物理評(píng)論快報(bào)》上。揭開(kāi)這么短時(shí)間內(nèi)的分子過(guò)程,有 助于科學(xué)家更好地了解地球大氣層里的臭氧形成和被摧毀背后的微觀動(dòng)態(tài)。桑德胡把這一原理比喻成是設(shè)法給快速飛向擊球手的棒球拍照。他說(shuō):“如果我們利用常 規(guī)相機(jī),拍到的照片會(huì)非常模糊,或者棒球根本顯示不出來(lái)。但是我們想很詳細(xì)地研究這個(gè)球,它的表面、它的縫合線,以及在任何特定時(shí)間它的確切位置。要做到 這些有兩種方法。你可以制造一個(gè)擁有很快快門,能夠在球做任何運(yùn)動(dòng)前迅速開(kāi)啟和關(guān)閉的相機(jī)。或者利用稱之為動(dòng)態(tài)鏡檢查(Stroboscopy)的技術(shù), 你用光照射這個(gè)棒球很短時(shí)間,并在這個(gè)時(shí)間內(nèi)給它拍照! WKU=.sY s79r@])=
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