能跟蹤電子運(yùn)動(dòng)的“超高速攝像機(jī)” ,國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施先進(jìn)阿秒激光設(shè)施正式開(kāi)工

2025/1/10 14:08:02 來(lái)源:IT之家 作者:問(wèn)舟 責(zé)編:問(wèn)舟

IT之家 1 月 10 日消息,IT之家從中國(guó)科學(xué)院物理研究所獲悉,廣東東莞國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施 —— 先進(jìn)阿秒激光設(shè)施今日正式開(kāi)工建設(shè)。

IT之家注:1 阿秒 = 10-18 秒,這是人類(lèi)目前能夠掌握的最快時(shí)間尺度。借助阿秒激光,可探測(cè)飛秒(10-15 秒)激光難以觀測(cè)到的分子內(nèi)部電子運(yùn)動(dòng)。科學(xué)家可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電子運(yùn)動(dòng)的跟蹤、測(cè)量、操控,猶如使用“超高速攝像機(jī)”捕捉電子的“動(dòng)態(tài)影像”。

公開(kāi)資料顯示,該設(shè)施由中國(guó)科學(xué)院承擔(dān)建設(shè),共布局 10 條束線(xiàn)和 22 個(gè)應(yīng)用終端,建設(shè)周期 5 年。

本次開(kāi)工建設(shè)的 6 條束線(xiàn)由中國(guó)科學(xué)院物理研究所負(fù)責(zé),另外 4 條束線(xiàn)將在陜西西安建設(shè),由中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所負(fù)責(zé)。設(shè)施建成后,將為物理、化學(xué)、材料、信息、生物醫(yī)學(xué)等多學(xué)科前沿基礎(chǔ)研究和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用提供有力支撐。

建成后的先進(jìn)阿秒激光設(shè)施將成為具有世界先進(jìn)水平的綜合性超快電子動(dòng)力學(xué)研究設(shè)施

  • 實(shí)現(xiàn)從納米-軟 X 射線(xiàn)到毫米-太赫茲的全波長(zhǎng)覆蓋

  • 實(shí)現(xiàn)對(duì)電子運(yùn)動(dòng)的跟蹤、測(cè)量與操控

  • 開(kāi)展超高時(shí)間分辨、空間分辨、能量分辨的光-電-磁-熱綜合實(shí)驗(yàn)

先進(jìn)阿秒激光設(shè)施全景圖

▲ 先進(jìn)阿秒激光設(shè)施全景圖

研究構(gòu)成物質(zhì)微觀粒子的動(dòng)力學(xué)行為,對(duì)其進(jìn)行超高時(shí)間分辨率的測(cè)量和控制,是當(dāng)今科學(xué)研究中重要的基礎(chǔ)內(nèi)容。

阿秒是人類(lèi)目前能夠掌握的最短時(shí)間尺度,在 1 阿秒的時(shí)間內(nèi)光的傳播距離僅為原子的大小,相當(dāng)于電子在原子中的運(yùn)動(dòng)范圍。

阿秒激光像一臺(tái)“超高速攝像機(jī)”,使人們能直接測(cè)量電子的動(dòng)力學(xué)行為,記錄它們的運(yùn)動(dòng)及其所決定的量子特性、磁性變化、化學(xué)反應(yīng)等現(xiàn)象。

超快激光束線(xiàn)三維圖

▲ 超快激光束線(xiàn)三維圖

先進(jìn)阿秒激光設(shè)施能幫助深入探索物質(zhì)狀態(tài)的演化規(guī)律,為物理、化學(xué)、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域提供全新的研究思路與技術(shù)手段,有望為我國(guó)在物質(zhì)科學(xué)的前沿基礎(chǔ)研究領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)重大突破提供關(guān)鍵技術(shù)保障,將在我國(guó)基礎(chǔ)前沿、高科技產(chǎn)業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。

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