國際研究團隊通過XFEL觀測到等離子的誕生瞬間

日本東北大學、京都大學、德國海德堡大學、廣島大學及理化學研究所等組成的聯合研發小組，利用X射線自由電子激光（XFEL）設施SACLA發出的超強X射線，成功捕捉到了從物質中誕生等離子的瞬間。

XFEL是超高強度X射線源，能生成照射時間僅10飛秒（1飛秒為1秒的一千萬億分之一，即1e?15秒）的極短脈衝。利用XFEL可以觀察到以前無法觀察的超高速及超微細現象。目前在生命科學、納米技術、材料領域等廣大科學技術領域，都有望利用XFEL展開研究。向物質照射XFEL，無論是什麼類型的物質，都能生成等離子。要想有效利用XFEL，必須了解等離子的生成機制及其時間尺度。

此次研究著眼於等離子誕生的瞬間，研發小組成功觀測到在照射XFEL後、僅數百飛秒的短時間內發生的等離子的生成過程。另外，還通過理論計算再現了觀測結果，發現在等離子生成的最初階段，激發原子在能量和電荷的遷移中發揮了重要作用。

本次研究獲得了超高強度X射線與物質之間的相互作用引發的超高速現象相關的新知識，這對XFEL今後的應用研究是非常重要的。

相關論文已發表在2018年8月2日發行的美國科學雜誌《Physical Review X》上。

圖1：納米等離子的誕生機制。

文 客觀日本編輯部

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！