據(jù)外媒報(bào)道，來(lái)自馬克斯·普朗克量子光學(xué)研究所、德國(guó)慕尼黑大學(xué)以及瑞典于默奧大學(xué)的物理學(xué)家首次利用由相對(duì)論電子組成的等離子體產(chǎn)生了孤立高強(qiáng)度的阿秒激光脈沖。
當(dāng)密集的電子加速到接近光速時(shí)，就能起到反射面的作用。該研究團(tuán)隊(duì)表示，這種“等離子鏡”可用于操縱光線。物理學(xué)家已經(jīng)詳細(xì)描述了這種等離子體鏡面效應(yīng)，并利用它產(chǎn)生了孤立的高強(qiáng)度阿秒光脈沖。
科學(xué)家們指出：”極其強(qiáng)大的激光脈沖和物質(zhì)之間的相互作用為持續(xù)時(shí)間僅為幾百阿秒的超短閃光的形成開(kāi)辟了一種全新的方法。而這種超短脈沖可用于探測(cè)亞原子尺度下超快物理現(xiàn)象的動(dòng)態(tài)。”
全新方法
用于產(chǎn)生阿秒脈沖的傳統(tǒng)方法是通過(guò)近紅外激光與諸如氖或氬之類的惰性氣體原子中的電子的相互作用。但是此次研究卻提供了一種用來(lái)生成孤立阿秒脈沖的新策略。
首先，將非常強(qiáng)大的飛秒激光脈沖與玻璃相互作用。激光會(huì)使玻璃表面蒸發(fā)，使其組成原子電離并將釋放的電子加速到相當(dāng)于光速的可觀部分的速度。由快速移動(dòng)的電子組成的高密度等離子體在與脈沖激光相同的方向傳播，就像一面鏡子。一旦電子的速度接近光速，它們就會(huì)變成相對(duì)論電子，并因?yàn)榧す鈭?chǎng)的存在而開(kāi)始振蕩。隨后，等離子體鏡的周期性變形會(huì)與反射的光波相互作用，進(jìn)而產(chǎn)生孤立的阿秒脈沖。這些脈沖具有大約200阿秒的持續(xù)時(shí)間。
與使用較長(zhǎng)激光脈沖產(chǎn)生的阿秒脈沖相比，由等離子體鏡效應(yīng)產(chǎn)生并具有較短光學(xué)循環(huán)持續(xù)時(shí)間的激光脈沖可以通過(guò)波形實(shí)現(xiàn)精確控制。這樣一來(lái)，研究人員就能夠觀察脈沖形成的時(shí)間進(jìn)程以及等離子體鏡的振蕩。此外，這種脈沖更強(qiáng)烈，同時(shí)它們包含的光子遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于標(biāo)準(zhǔn)程序可獲得的光子。
強(qiáng)度增加
這種增加了的強(qiáng)度可以用來(lái)更精確地實(shí)時(shí)測(cè)量亞原子粒子的行為。阿秒光脈沖主要用于映射電子運(yùn)動(dòng)，從而有助于深入了解原子基本過(guò)程的動(dòng)態(tài)。
阿秒光閃爍的強(qiáng)度越高，就能獲得越多關(guān)于物質(zhì)內(nèi)粒子運(yùn)動(dòng)的信息。通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明等離子體鏡效應(yīng)產(chǎn)生強(qiáng)度更高的阿秒光脈沖，這項(xiàng)新研究將有助于物理學(xué)家更深入地探索量子世界的奧秘。
