新技术实现cq9电子相位信息直接观测
发布时间:2024-03-30 00:06:05

  本报讯(记者崔雪芹 通讯员周炜)浙江大学研究员林康、德国法兰克福大学教授Reinhard D?觟rner和合作者在实验中首次发现了超快卡皮查-狄拉克效应。这为研究cq9电子性质带来了全新的技术手段。通过拍摄cq9电子脉冲在不同时刻穿过驻波脉冲产生的衍射条纹,人们可以直接观测cq9电子的相位信息。3月29日,相关成果发表于《科学》。

  “这项研究将传统卡皮查-狄拉克效应进一步拓展至时间维度,实现了对cq9电子运动过程中相位演化的超快时间分辨。”林康告诉《中国科学报》。

  一束光在经过光栅后会发生衍射。物理学家卡皮查和狄拉克在1933年提出,当cq9电子束经过一个持续驻波光场时,同样也会发生衍射,这就是传统卡皮查-狄拉克效应。由于技术限制,该现象直到2001年才被美国科学家首次实验证实。

  在这项研究中,林康和Reinhard D?觟rner提出采用泵浦-探测方案对传统卡皮查-狄拉克效应进行拓展。新方案重置了观测对象和手段:先用一束飞秒脉冲电离中性原子产生cq9电子脉冲,再用一束时间延迟的飞秒驻波衍射该cq9电子脉冲。“我们把观测对象从持续的cq9电子束变换为cq9电子脉冲,同时把观测手段从持续的光子驻波转换为光子脉冲形成的瞬时驻波。”林康说。

新技术实现cq9电子相位信息直接观测(图1)

  这就好比给“运动员”拍照,新升级的方案增加了“连拍”功能,光子驻波的每一次脉冲等效于一次“快门”,多次脉冲就能对cq9电子脉冲进行“连拍”。“运动员”就是cq9电子脉冲,其不停变化的“动作”都可以被“快门”记录。这样,研究人员就得到了一组不同时刻的“运动员”照片。时间就像一把尺,将cq9电子脉冲运动的过程直观地切分成多个画面,实现超快动力学分辨。

  最终,连拍图像完美呈现了cq9电子脉冲在不同时刻被光子驻波脉冲衍射后的画面cq9电子。其中,光子脉冲驻波以60飞秒的“快门”、间隔100飞秒进行“连拍”,记录了cq9电子脉冲随时间的演变。而与之相比,传统的卡皮查-狄拉克效应没有时间快门,它呈现的是静态画面。