據(jù)外媒報道，來自馬克斯·普朗克量子光學研究所、德國慕尼黑大學以及瑞典于默奧大學的物理學家首次利用由相對論電子組成的等離子體產(chǎn)生了孤立高強度的阿秒激光脈沖。
當密集的電子加速到接近光速時，就能起到反射面的作用。該研究團隊表示，這種“等離子鏡”可用于操縱光線。物理學家已經(jīng)詳細描述了這種等離子體鏡面效應，并利用它產(chǎn)生了孤立的高強度阿秒光脈沖。
科學家們指出：”極其強大的激光脈沖和物質之間的相互作用為持續(xù)時間僅為幾百阿秒的超短閃光的形成開辟了一種全新的方法。而這種超短脈沖可用于探測亞原子尺度下超快物理現(xiàn)象的動態(tài)。”
全新方法
用于產(chǎn)生阿秒脈沖的傳統(tǒng)方法是通過近紅外激光與諸如氖或氬之類的惰性氣體原子中的電子的相互作用。但是此次研究卻提供了一種用來生成孤立阿秒脈沖的新策略。
首先，將非常強大的飛秒激光脈沖與玻璃相互作用。激光會使玻璃表面蒸發(fā)，使其組成原子電離并將釋放的電子加速到相當于光速的可觀部分的速度。由快速移動的電子組成的高密度等離子體在與脈沖激光相同的方向傳播，就像一面鏡子。一旦電子的速度接近光速，它們就會變成相對論電子，并因為激光場的存在而開始振蕩。隨后，等離子體鏡的周期性變形會與反射的光波相互作用，進而產(chǎn)生孤立的阿秒脈沖。這些脈沖具有大約200阿秒的持續(xù)時間。
與使用較長激光脈沖產(chǎn)生的阿秒脈沖相比，由等離子體鏡效應產(chǎn)生并具有較短光學循環(huán)持續(xù)時間的激光脈沖可以通過波形實現(xiàn)精確控制。這樣一來，研究人員就能夠觀察脈沖形成的時間進程以及等離子體鏡的振蕩。此外，這種脈沖更強烈，同時它們包含的光子遠遠多于標準程序可獲得的光子。
強度增加
這種增加了的強度可以用來更精確地實時測量亞原子粒子的行為。阿秒光脈沖主要用于映射電子運動，從而有助于深入了解原子基本過程的動態(tài)。
阿秒光閃爍的強度越高，就能獲得越多關于物質內粒子運動的信息。通過實驗證明等離子體鏡效應產(chǎn)生強度更高的阿秒光脈沖，這項新研究將有助于物理學家更深入地探索量子世界的奧秘。
