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科学家使用部分协方差映射来探测神舟彩票电子动力学

霓虹灯原子与X射线光相互作用的图示,在某些情况下,它只去除最里面的电子,形成“空心原子”。了解SLAC的Linac相干光源中的超亮X射线脉冲如何与物质相互作用对于生成更清晰的原子级生物分子图像和化学过程电影非常重要。(格雷格·斯图尔特/SLAC)

使用一种称为部分协方差映射的技术,科学家们对“空心原子”形成的动力学有了新的认识。

详细研究了光的强度如何研究人员使用X射线激光器,SLAC的Linac相干光源(LCLS)测量和分类弹出的电子并发现这一过程是如何发生的。

结果给科学家们带来了原子中的电子更清晰地了解超亮X射线光如何产生高度带电的物质状态以及X射线如何破坏研究中的样品,这可能对解释一系列LCLS实验的数据非常有用。

XLCLS上的射线脉冲是如此强烈以至于它们可以将多个光粒子(称为光子)发送到同一个原子中,同时或顺序地从同一原子中喷射许多电子并导致剩余电子的重新洗涤。由于电子携带负电荷,原子在被剥离时变得更带正电荷。

在2009年进行的最早的LCLS实验之一中,研究人员通过测量研究了氖原子中的这种电子剥离过程。原子的最终电荷状态。

现在,在物理评论快报中描述的实验中,研究人员使用一种新技术来获得关于剥离过程的更多见解。

这种“能量”map“显示了在SLAC<sLinac相干光源X射线激光器中研究的与氖原子相关的电子的能量特征。左边是与“空心”氖原子相关的电子能量特征,其内部电子已经从原子中射出。右边是与去除外壳和内壳电子相关的能量特征。(LJFrasinski等人)

他们绘制了超亮X射线光射出原子的许多电子的能量特征,并使用复杂的算法来识别与之相关的电子。相同的原子。结果还揭示了这种剥离过程的竞争途径的细节。

通过定制的2米长仪器(称为磁瓶光谱仪)进行研究,该仪器测量大部分能量。逃逸的电子。一种复杂的统计技术根据能量将电子分类为“箱”,比较这些能量并解释LCLS脉冲中的固有能量波动或抖动。

以前的研究未能解决有关步骤的一些细节瑞典乌普萨拉大学(UppsalaUniversity)的科学家兼教授雷蒙德菲菲尔(RaimundFeifel)曾参与电子剥离过程,他领导了这项实验。

“我们在数据中得到了一些含糊之处,”他说。“我们希望以更有效的方式提出一种新方法来访问这些状态。”

Neon被选中进行实验,因为它有少量电子:外壳中有8个电子,两个在它的内壳。Feifel说,实验揭示了从氖原子中剥离电子的所有主要途径。在某些情况下,强烈的X射线脉冲首先从氖原子剥离外壳电子,而在其他情况下,核心电子首先被踢开,产生所谓的“空心”原子。

射出的电子的能量揭示了它们是来自内壳还是外壳。

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