世界最亮激光照射电子：你猜发生了什么

来源：激光制造网发布时间：2017/7/5 9:09:21 点击量：

世界最亮激光照射电子：你猜发生了什么

光线明亮一点会让物体呈现得更清楚，外观不会变。但如果光线是10亿个太阳那么亮的激光、物体是单个电子，电子的“外观”就会彻底改变，这是科学家用世界最亮激光照射电子时观察到的奇妙现象。

这项实验是在美国内布拉斯加大学林肯分校的极端光实验室进行的。该大学发布的新闻公报说，用这种方法能产生特殊的高能X射线脉冲，用于医学、工程、安全和基础科研。中国上海交通大学的科学家参与了研究，相关论文发表在《自然·光子学》杂志上。

物体散射的光子进入眼睛，使人能看到物体。通常情况下，物质里的每个电子平均4个月才能接触到一个光子，此前的实验也只能做到让单个电子一次散射几个光子。此外，散射的光子角度和能量与光源亮度无关。

研究人员利用极端光实验室的设备产生超强激光，照射悬浮在氦气中的电子，首次实现了高阶散射，一次最多有近1000个光子撞击同一个电子。结果发现，激光强度超过一定限度后，电子散射光子的模式与低强度时完全不同，散射的光子角度和能量会随激光强度发生变化，相当于不同亮度的灯光下物体的形状和颜色不一样。

研究还发现，在超强激光作用下，电子释放出的光子会吸收所有散射光子的能量，成为X射线。这样产生的X射线脉冲持续时间极短、能量极强，而且频率较为单一，可以用较低剂量产生高精度三维图像，用于检查人体内的肿瘤组织、探测材料内部的微小缺陷等，还能用作超高速照相机，观察粒子运动或化学反应。