美国德国联合研发X射线新技术，信号放大10亿倍可观测飞秒电子运动

游戏天地 2025年07月28日 02:53 1 admin

美国能源部阿贡国家实验室与德国马克斯·普朗克核物理研究所、欧洲X射线自由电子激光器团队联合研发出随机受激X射线拉曼散射技术。这项突破性成果已在《自然》杂志发表。

研究团队运用全球最强大的X射线激光器XFEL独特性能，使该技术达到前所未有的分辨率。实验中，当XFEL发射的X射线脉冲穿透氖气时，设备记录的拉曼信号被放大近10亿倍。这种特殊的"X射线指纹"如同原子"身份证"，清晰展现激发态电子结构信息。

与传统方法在不同能级间缓慢扫描的模式不同，新技术通过分析输入脉冲与拉曼信号的关联性实现突破。该方法仅需整合多个瞬时快照，便可构建完整的电子能谱图。据悉，研究团队获得了飞秒时间尺度上电子运动的"定格影像"。

大量X射线脉冲不仅增强信号强度，更通过协方差分析统计技术，将原本被视为干扰的噪声转化为宝贵数据资源。这种方法既实现分辨率质的飞跃，又将观测速度提升到全新维度。计算机模拟结果与实验数据高度吻合，为理解X射线与物质相互作用提供可靠模型。

该技术应用前景极为广阔，从揭示化学键断裂与形成奥秘，到指导具有特殊性能的新材料设计。与此同时，该技术有望推动纳米技术发展，革新电子器件制造。随着技术持续优化，s-SXRS有望成为全球实验室"标配"，为多学科研究注入创新活力。

本文源自金融界

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