研究人员刚刚打破了最短的光脉冲记录

在仅仅53阿秒的时间里(1秒=10到3次方毫秒=10到18次方阿秒)，一个X射线激光器发出了光学史上最短的类似光脉冲，打破了2012年创下的记录，并缩短了14阿秒的时间。

这是一件非常酷的事情。记录的光脉冲不仅能让我们吹牛，而且在接下来的研究中，我们将更深入地测量原子和分子内粒子的位置和行为，从而为新技术打开大门。

自从激光在20世纪60年代开始发展以来，超光速脉冲的界限一直在不断缩小。

从第一毫秒到现在的阿秒，我们已经走了很长的路。

来自中佛罗里达大学的研究人员在2012年创下了67秒的纪录，但是他们使用的是紫外线脉冲。

在这个最新的实验中，他们缩短了波长和脉冲，并在X射线光谱的高能部分实现了光脉冲。

让我们看看这个速度有多快。1光速可以绕地球运行7.5倍。在53阿秒内，光传播的距离只有人类头发宽度的千分之一。

将光分解成如此短的脉冲可以应用于一些物理应用。

“通过这种方式，阿秒x光可以用来捕捉活细胞中电子和生物分子原子的慢动作视频。例如，了解光合作用可以进一步提高太阳能电池板的效率，”研究员曾虎昌说。

在原子尺度上，一些测量可以通过将它们与共同的测量单位联系起来而变得更容易。

原子单位时间是非常短的24阿秒，所以当脉冲接近它时，它有助于提高分辨率，就像高速照相机可以让我们记录高速事件，如气球爆炸的瞬间或子弹的高速飞行。

先前的记录是在将脉冲能量限制在100电子伏的过程中完成的。

因此，研究人员调整了这个过程，增加了光脉冲的能量，同时仍然保持了整体爆炸的短暂持续时间。

超短脉冲在能量超过124电子伏的x光部分有明显的优势。

电子只有在吸收了量子或某些光能后，才能从围绕电子核的轨道上跃迁。

物理学家描述特定能量的一种方式来自于使用x光的实验。

这种x光标记法用字母和数字标记轨道，先是K1，然后是L1、L2、L3、M1等。

到达碳的K轨道是一个里程碑，这使得研究人员能够锁定最接近碳原子核的电子，从而观察电子的弹球效应。

“阿秒X射线脉冲的光子能量是先前阿秒光脉冲的两倍，达到碳的K轨道(284 eV，碳的标准结合能)，这使得检测和控制核心电子动力学成为可能(例如俄歇效应，其中原子发射一个电子，同时也发射另一个电子)，”常解释说。

处于K轨道能级的光允许研究人员通过所谓的“水窗”发送脉冲。水窗是指波长在2.34纳米到4.4纳米之间的软x光。在这个范围内，水对x光是透明的。

负责资助这项研究的美国陆军研究办公室的里奇·哈蒙德说:“这为许多新型实验奠定了基础，促进了物理学的发展，使我们能够比以往更好地理解事物。”

但是先进的技术意味着即使是最详细的原子过程也需要仔细考虑。了解电子在相对复杂的原子(如碳)中的行为，可能有助于从电子产品中挤出更多的能量，并揭示生物学的量子基础。

蝌蚪工作人员从科学警报，翻译李同信，转载必须授权