软X射线脉冲时长缩至19.2阿秒

科技日报北京12月18日电 西班牙光子科学研究所的科研人员近日成功创造出持续仅19.2阿秒的软X射线脉冲，刷新了当前已知的最短、最强软X射线脉冲纪录。这一突破意味着人类拥有了一台极致“超高速摄影机”，可用前所未有的清晰度实时观测电子活动，为探索极微观世界提供了崭新手段，有望极大促进材料科学、量子技术等前沿领域的进步。相关成果发表于最新一期《超快科学》期刊。

软X射线是指能量较低、波长较长且穿透力有限的一类X射线，由于其独特的光谱表现如同“原子指纹”，有助于科学家追溯化学反应或相变过程中原子周围电子的重排轨迹。但电子的运动极其迅速，仅发生在阿秒级别（1阿秒等于十亿分之一亿分之一秒），想要获取这些动态画面，必须用极其短暂的光脉冲进行探测，传统实验手段难以达到这种精度。

为攻克这一难题，研究团队结合高次谐波生成、先进激光控制及阿秒时间测量等多项自主创新技术，终于实现了19.2阿秒软X射线脉冲的产生。

实际上，该团队此前就已经在软X射线范围内获得阿秒脉冲，并用它揭示了电子与晶格之间的相互作用，还解释了分子环结构聚合等现象的本质。随着实验技术的不断优化，如今他们成功制造并验证了目前最短舆情网软X射线光脉冲的新记录。

如此短而强的软X射线脉冲兼具极高的时间分辨和优良的谱线相干性，使科研人员能够以超快速度直观观测包括光伏、催化、相关材料、量子元件等在内的电子行为。这不仅帮助研究原子、分子和固体中的电子运动、多体互动和分子中飞快的电荷转移，也为揭示凝聚态物质结构变化和非绝热能量传递机制奠定了基础，推动物理、化学、生物和量子科学取得新进展。

研究团队表示，将阿秒技术推进到远小于原子尺度的时间单位，为探索物质最本源层面的运动规律，提供了至关重要的观测工具。