维也纳工业大学与加州大学圣迭戈分校团队在《Nature Photonics》报告,紫外激光脉冲作用于氦,通过关联的双电子过程产生了超出常规能量截止的X射线。
维也纳工业大学(TU Wien)与加州大学圣迭戈分校的物理学家报告称,他们产生了能量高于激光诱导发光标准理论所允许的X射线。在已确立的高次谐波产生图景中,强激光场把一个电子从原子中拉出、加速,再把它推回原子,其能量以极短的高频光脉冲形式释放。理论为这一过程设定了最大光子能量,称为截止能量,超出后辐射预计极其微弱。发表于《Nature Photonics》的新研究描述了越过该界限的清晰信号,研究人员将其归因于单电子模型未涵盖的一种效应。
根据大学的公告,团队用强紫外激光脉冲照射氦原子,并设定条件使氦的两个电子先后被移除。两个电子虽在不同时刻被释放,其运动仍通过量子关联联系在一起。通过精心塑造脉冲,研究人员让两个电子同时回到原子,使两个电子的能量一次性释放,从而可能产生一个能量更高的X射线光子。在测得的光谱中,他们发现了第二个较弱的持续辐射平台,远远超出常规截止能量。该效应出现在两个电子强关联的氦中,而在所用实验条件下,氩和氖的外层电子没有出现。
研究人员提出,这种辐射可作为探测原子内电子相互作用的灵敏手段,因为光谱的形状、最大能量及其对激光偏振的依赖,携带着发生在阿秒(十亿分之一秒的十亿分之一)尺度上的过程信息。他们表示,该原理将来或可推广到分子和固体材料,有助于量子技术研究和纳米材料设计,但这些应用仍属展望,尚未得到证明。结果来自单一研究合作,此处按相关机构的描述呈现;要确定该机制的适用范围,还需要独立复现和进一步的理论工作。
