高功率阿秒X射线脉冲生成

据《自然·光子学》11月25日报道，高功欧洲X射线自由电子激光装置（XFEL）和德国电子同步加速器研究中心团队在X射线科学领域取得了重大突破。秒X脉冲他们成功生成了前所未有的射线生成高功率、阿秒级硬X射线脉冲，高功且重复频率达到了兆赫兹级别，秒X脉冲为超快电子动力学研究开辟了新领域。射线生成

此次团队展示了单尖峰硬X射线脉冲，高功其脉冲能量超过100微焦耳，秒X脉冲脉冲持续时间仅为几百阿秒（1阿秒=10-18秒）。射线生成这一时间尺度使科学家能够捕捉到物质中最快的高功电子运动。

团队表示，秒X脉冲这些高功率阿秒X射线脉冲可能为原子尺度物质的射线生成研究开辟新途径。科学家可以对结构和电子特性进行真正的高功无损测量。这也为阿秒晶体学等高级研究铺平了道路，秒X脉冲使科学家能够观察真实空间中的射线生成电子动力学。

传统方法生成这种超短硬X射线脉冲需要将电子束电荷大幅降低至几十皮库仑，这限制了脉冲能量和实际应用。鉴于此，团队开发了一种自啁啾方法。利用XFEL的电子束集体效应和专用束流传输系统，这种方法能够在不减少电子束电荷的情况下，产生太瓦级峰值功率和兆赫兹重复频率的阿秒X射线脉冲。

通过将超短脉冲与兆赫兹重复频率相结合，人们现在可以更快地收集数据，并观察到以前无法观察到的过程。这一进展有望改变多个科学领域的研究，尤其是蛋白质分子和材料的原子尺度成像，以及非线性X射线现象的研究。