能跟踪电子运动的“超高速摄像机” ,国家重大科技基础设施先进阿秒激光设施正式开工
近期,据中国科学院物理研究所消息,广东东莞国家重大科技基础设施 —— 先进阿秒激光设施已经开始正式开工建设。
有趣的是,1 阿秒 = 10-18 秒,这一时间尺度目前被认为是人类能够观测到的最短时间。利用阿秒激光技术,科学家可以探测到飞秒(10-15 秒)激光无法观测到的分子内部电子运动情况。这种技术使得科学家能够像使用“高速摄像机”一样捕捉电子的“动态影像”。
据公开资料显示,该设施由中国科学院主导建设,共计设立了10条束线和22个应用终端,预计建设周期为5年。
此次开工建设的6条束线由中国科学院物理研究所负责,而另外4条束线将在陕西西安建设,由中国科学院西安光学精密机械研究所负责。该设施建成后,将为物理、化学、材料、信息、生物医学等多个学科的前沿基础研究和产业应用提供有力支持。
未来的先进阿秒激光设施将被打造成世界领先水平的研究设施,主要特点包括:
实现了从纳米-软X射线到毫米-太赫兹的全波长覆盖
可以对电子运动进行跟踪、测量和控制
开展超高时间分辨、空间分辨、能量分辨的光-电-磁-热综合实验
对构成物质微观粒子的动力学行为进行研究,并以高时间分辨率进行测量和控制,是当前科学研究的重要内容之一。
阿秒被认为是目前人类所能测量到的最短时间尺度之一,它的时间跨度仅达到1阿秒,这相当于原子的大小,即电子在原子内运动的区域。
阿秒激光就像一台“高速摄像机”,可以直接测量电子的动态行为,记录它们的运动状态以及其在量子特性、磁性变化、化学反应等现象中起作用。
通过先进阿秒激光设施,我们能够更深入地探索物质状态的演变规律,为物理、化学、生物医学等领域带来全新的研究思路和技术手段,预计这些技术将为我国在物质科学的前沿基础研究领域带来重大突破,同时在国家前沿领域和高科技产业中发挥关键作用。
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