【計畫推出世界上第一個 x-射線頻率梳】

八方

【計畫推出世界上第一個 x-射線頻率梳】

 

梳理 x 射線

設計什麼將是世界上第一個 x 射線頻率梳公佈了德國的物理學家。

小組認為可以使用現有的技術構建它 — — 將用於測量 x 射線的頻率 — — 的梳子。

工作裝置可以用來在原子物理學與精確度更勝在今天可能使基本測量。

甚至可以擴展的設計，以產生伽瑪射線的梳子，物理學家說。

傳統的頻率梳是短的雷射脈衝組成一組明確定義頻率的光。

當繪製為強度隨頻率變化，光由一系列的鋒利，間隔相等的山峰一起類似于梳齒表示。

梳子用作為一把尺子來衡量與偉大的準確性未知的頻率相對精確定義的參考頻率，如原子時鐘。

因此，梳子可以檢測微小變化中是一種物理現象與相關聯的光信號的頻率。

例如，一顆系外行星的引力導致週期性變化中光的多普勒頻移從它的伴星的光。

工作在光學頻率梳了第一次由上世紀 90 年代 JILA 實驗室在科羅拉多州的約翰 · 霍爾和德國慕尼克路德維希馬克西米利安大學的特奧多爾 · 亨施— — 誰為他們的努力分享了諾貝爾獎。

自那時以來，物理學家們一直非常熱衷於生產在較高頻率的梳子。

紫外線梳子產生的高次諧波的產生，在較低頻率的鐳射激發一種氣體中的電子，使之加速和發出的光在原來的鐳射頻率的高次諧波。

然而，連續諧波的強度下降，所以在 x 射線波段中生成脈衝會需要好高騖遠強大的驅動雷射器。

更微妙的方法

Stefano Cavaletto在馬克斯 · 普朗克核子物理研究所在海德堡的同事于現在，用更為巧妙的辦法已經。

他們打算用三能級是2 +離子打造 x 射線梳子。

上部的激發的態以上基態 — — 對應于低能耗的差距在於 123.7 eV 或者"軟性"的 x 射線。

這種狀態是不穩定的並因此電子衰減迅速回到基態。

第三，亞穩狀態位於下方的主要的興奮狀態。

電子的狀態仍是興奮更長的時間。

這個小組的建議是使用 x 射線自由電子雷射到泵電子從底部狀態到最高境界。

另一種應用的雷射脈衝，然後導致激發的電子穩態，他們仍然在那裡。

如果光學頻率梳照射的離子，然後與每個脈衝，一些光子從提升穩態到不穩定的狀態之前幾乎立即衰減至基態與發射的 x 射線脈衝。

這將產生一系列的 x 射線脈衝調製作為原始的光脈衝，形成 x 射線頻率梳的速度相同。

這種裝置可以基礎物理中有眾多的應用程式。

例如，它將成為能夠衡量精確值的高電荷態離子的內層電子躍遷能。

這將允許進行嚴格的檢查，在量子電動力學和是否精細結構常數隨時間的預測。

Cavaletto 解釋說"有篇論文，預言這種測量可能在更高的能量，更加敏感"。

甚至更高的頻率

論文的共同作者的一些實驗，和 Cavaletto 說他們有信心有可能打造具有可用設備現在的設備。

他還說能到更高的頻率擴展的基本原理。

事實上，伽瑪射線頻率梳子是可能的雖然適合三能級系統將需要確定和自由電子雷射將需要開發，可以激發初始過渡。

君葉，小組負責人在 JILA，產生了第一次的極端紫外線頻率梳，印象深刻。

這是首次提出了一個可行的想法，在 x 射線波段的頻率梳的一代，他說。

這種工作將開闢全新的科學領域，並履行舊夢。我對這種做法非常興奮。

這項研究發表在自然光子學 》 .

頻率梳的工作原理的簡單解釋，觀看此視頻，NIST 在科羅拉多州博爾德的 Paul 威廉。

 

關於作者

Tim Wogan 是一個總部設在英國的科學作家

 

 

引用：http://www.microsofttranslator.com/bv.aspx?from=&to=zh-CHT&a=http%3A%2F%2Fphysicsworld.com%2Fcws%2Farticle%2Fnews%2F2014%2Fjun%2F04%2Fplans-unveiled-for-worlds-first-x-ray-frequency-comb