首創X光雷射 可加熱至華氏360萬度

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【大紀元2012年03月01日訊】(大紀元記者王平編譯報導)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的過程,另創造出原子X光雷射脈衝,可藉以了解生物分子的活動情形。

據科技新時代(Popular Science)報導,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(Linac Coherent Light Source)這種快速的X光雷射,將一小片鋁箔瞬間加熱至華氏360萬度(攝氏200萬度)成為電漿,此稱為高熱稠密物質(hot dense matter),全部過程僅需兆分之一秒。

牛津大學的博士後研究員溫可(Sam Vinko)負責測量鋁箔的溫度,所量出的溫度數據可以協助設計更精確的實驗,以了解高熱物質如何形成,以及高熱物質的各種特性。這樣的實驗可以讓科學家了解核融合的過程,或許有一天他們也可以複製這個過程。

傳統雷射可以將氣體液化,但是必須要超強的雷射光才能將固體液化。直線加速器連貫光源波長超短,在照射高密度固體的一瞬間即可將之穿透。目前這套設備建置於加州Palo Alto的地下,範圍超過一英里,所發出的強烈X光亮度比任何其他雷射光亮度高出10億倍有餘。

在另一個實驗中,科學家將直線加速器連貫光源製成世界上第一台原子級的X光雷射,此項創舉可望產生各式各樣的的原子影像,造就出前所未有的新研究領域。

50年前科學家開發出雷射光後就一直設法用較短的波長發出雷射光,但是遇到一個難題: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以產生能量很強的超快脈衝,推動原子的速度就可以快到所需要的程度。勞倫斯利佛摩國家實驗室(Lawrence Livermore National Laboratory)利用直線加速器連貫光源衝撞一堆氖(neon)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;在此之前無任何其他方法可以達到這樣的效果。

以上二項研究發表於《自然》(Nature)期刊。

(責任編輯:陳俊村)

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