2012年3月25日 星期日

科學新知 | 首創原子X光雷射 可加熱至360萬度


直線加速器連貫光源X光設備。(牛津大學)

【2012年3月23日大紀元記者王平報道】美國科學家最近利用世界上最強大的X光雷射,首次將鋁箔加熱至華氏360萬度。這有助於科學家了解核融合過程,並創造出原子X光雷射脈衝,藉以了解生物分子的活動情形。

據《科技新時代》報道,美國SLAC國家加速器實驗室的科學家用直線加速器連貫光源,將小片鋁箔瞬間加熱至攝氏200萬度成為高熱稠密物質的電漿,全部過程僅需兆分之一秒。牛津大學的博士後研究員薩姆‧溫可負責測量鋁箔溫度,所獲數據可協助設計更精確實驗,以了解高熱物質的形成及其各種特性。

傳統雷射可以將氣體液化,但須超強雷射光才能做到。直線加速器連貫光源波長超短,在照射高密度固體的瞬間即可將之穿透。目前這套設備建置於加州Palo Alto的地下,範圍超過1英里,所發出的強烈X光亮度比任何其它雷射光高10億倍有餘。科學家還在另一個實驗中將直線加速器連貫光源製成世界上首台原子級X光雷射,此項創舉可望產生各式各樣的的原子影像,造就前所未有的新研究領域。

科學家50年前開發出雷射光後,就一直設法用較短的波長發出雷射光,但遇到的難題是波長較短,推動原子的速度就必須更快。在X光範圍內產生的自由電子雷射可產生能量很強的超快脈衝,推動原子的速度就能快到所需的程度。勞倫斯利佛摩國家實驗室利用直線加速器連貫光源衝撞氖原子,賦予電子更多能量,形成X光射線像瀑布一樣爆發的狀態,即迷你的原子雷射光。

原子雷射的光更純淨,脈衝也短得多,因此可用以顯現原子間互動的細節和各階段的改變。在此之前尚無任何其它方法可以達到類似效果。相關研究成果已發表在《自然》期刊上。◇

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