科技日報記者 劉霞
西班牙光子科學研究所科學家成功制造出持續時間僅19.2阿秒的軟X射線脈沖，這是迄今產生的最短、最亮的軟X射線脈沖。該成果相當于打造出一臺“超快相機”，能以空前的精細程度實時捕捉電子動態，為觀測以往難以觸及的微觀過程提供了有力工具，將極大推動材料科學、量子技術等領域的發展。相關論文發表于新一期《超快科學》雜志。
軟X射線通常指低能量、波長較長、穿透力較弱的X射線，其光譜特征如同“指紋”，可幫助科學家追蹤特定原子周圍電子在反應或相變過程中的重組行為。然而，電子運動發生在阿秒尺度（1阿秒為百億億分之一秒），捕捉這類過程需要與之匹配的超短光脈沖，傳統測量手段難以實現。
為突破這一限制，研究團隊通過高次諧波產生、先進激光工程與阿秒計量等一系列創新技術，成功制備出19.2阿秒的軟X射線脈沖。
此前，該團隊已在軟X射線波段實現阿秒脈沖的分離與產生，并借此研究了電子與固體晶格的相互作用，揭示了分子環在聚合等過程中的開啟機制。隨著測量方法的進一步優化，如今他們成功創造并確認了迄今最短的光脈沖紀錄。
這種極短、高亮的軟X射線脈沖兼具超高時間分辨率與寬譜相干特性，使直接觀測光伏、催化、關聯材料及量子器件中的電子動態成為可能。它不僅可用于探索原子、分子和固體中的電子行為、多體相互作用、分子中的超快電荷遷移、凝聚態物質的結構轉變，以及非絕熱能量流動，也為在物理、化學、生物與量子科學等多領域取得突破奠定了基礎。
團隊指出，通過將阿秒科學推進至原子時間單位以下，該研究為探索物質在最基本時空尺度上的行為提供了關鍵工具。
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