美國中弗羅(luó)裏(lǐ)達大學(UCF)一個研究小組9月5日(北京時間)表示,他們造出了僅67阿秒(miǎo)(1阿秒=10-18秒)的極紫外激光脈衝,這是迄今為止最短的激光脈(mò)衝,之前紀錄是80阿秒。該技術有望帶來一種新工(gōng)具,幫助科學家研究亞(yà)原子世界和(hé)迄今未知的量子力(lì)學行為。這一成果(guǒ)也標誌著近4年來激光脈衝領域的首個重大突破。研究(jiū)結果提前發(fā)表在《光學通信》網站上。
該成果的非凡意義還在於他們並沒有使用特殊設備,如英裏級(jí)的粒(lì)子加速器、體(tǐ)育場(chǎng)那麽(me)大的圓形同步加速器(qì)。UCF物理係教授常增虎(音譯)和(hé)光學與光子學院同事們(men)在該校弗羅裏達(dá)阿秒科(kē)技(FAST)實驗室,利用(yòng)迄今最強激光在更小空間進行了(le)高水平的研究。
常增虎的小組發明了一種叫做“雙光柵”的技術,能將極紫外線以特(tè)殊方式切斷,在盡可能最短(duǎn)的光脈衝(chōng)內凝聚大量能量。除了生成了(le)激光脈衝,他還製造了迄(qì)今最快(kuài)的攝像機對光脈(mò)衝進行了檢測(cè)。
“該研究造出(chū)了迄今最短的激光脈衝,為理解亞(yà)原子世界打開新的大門,讓我們(men)看到電子(zǐ)在原子、分子中的(de)運動(dòng),跟蹤化學反應過程。”UCF理學院院長、物理(lǐ)學家邁克爾?約翰遜說,“設想一下,現在我們可(kě)能看到量子力學過程了,這是令人震撼的。”
量子力(lì)學是研究微(wēi)觀物理學,尤其是微觀水平的能量和物(wù)質。這一技術能幫助科學家理解構成世界的最(zuì)小物(wù)質是怎樣運作,還能幫助研究在特殊物理(lǐ)、生理過程中,如數據(jù)傳輸過程、治療癌症或診斷疾病時遞送標靶藥物的過程中是如何利用能量的。
2001年時,科學家首次演(yǎn)示了阿秒級脈衝。自(zì)那時起,全世界科學家就在致力(lì)於製造這種(zhǒng)最短脈衝激光,以往紀錄是2008年德國馬克斯?普朗克(kè)研究院創造的80阿(ā)秒脈衝。“自50多年前發明激光以來,人們對激光脈(mò)衝的要求越來越短。” UCF光學與光子學中心院長巴哈?薩雷說(shuō),“最(zuì)新(xīn)進展不僅讓中弗羅裏達(dá)大學躋身該領域(yù)前沿,也為人們打開了研究超快動態原子現象(xiàng)的新視野。”
總(zǒng)編輯圈點
研究小尺度世界的運動規律,需要“超小號(hào)工具”。要幹預和觀察那(nà)些稍縱即逝的現(xiàn)象,就需要能量集中在極短時間的光脈衝。如果人們(men)製造(zào)不出相應的光學機器,就沒辦法監測單個粒子(zǐ),隻能對粒子運動做出統計學意義上的描述;而在人們腦海中,基本粒子世界也隻能是全景圖(tú),而不是精細的工筆畫。美國研究小組的成果,讓科學家向著觀察(chá)量子尺度的運動(dòng)又(yòu)走近了一步。微觀世界不(bú)為(wéi)人(rén)知的景色,有望(wàng)在極短(duǎn)激光的照射(shè)下現出真相。
欄目導航(háng)
內容(róng)推薦
更多>2020-03-20
2019-06-05
2019-03-05
2018-10-10