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由极紫外激光脉冲触发的超流体氦的超快反应 纳米液滴中的纳米气泡

由弗莱堡大学物理研究所的Frank Stienkemeier教授和丹麦奥尔胡斯大学教授Marcel Mudrich博士领导的团队观察到,使用自由电子在极紫外辐射(XUV)激发后,氦纳米液滴的超快反应。实时激光。研究人员已经在最新一期的《自然通讯》上发表了他们的发现。 www.whcc.com.cn

产生高强度和超短XUV和X射线脉冲的激光为研究人员提供了新的选项,使他们可以更详细地研究物质的基本特性。在许多这样的实验中,纳米范围内的材料样品是特别令人感兴趣的。一些科学家使用不大于几纳米的氦滴作为运输和研究嵌入分子和分子纳米结构的手段。氦滴具有非凡的性能,因此非常适合此目的。在仅比绝对零高0.37度的极低温度下,它们无摩擦地运动,因此被认为是超流体。此外,氦滴通常对嵌入分子的化学过程呈惰性,并且对红外和可见光完全透明。

由Stienkemeier和Mudrich领导的研究小组希望找出这些超流体液滴中的一个自身在受到强烈的XUV激光脉冲直接撞击时如何反应。研究人员在意大利的里雅斯特使用了世界上第一个也是唯一的种子自由电子激光器FERMI,该激光器以团队设定的波长提供高强度XUV脉冲。在模型计算的支持下,研究人员确定了三个基本的反应步骤:非常快速的电子定位,亚稳态的总体以及气泡的形成,气泡最终在液滴表面破裂并发射出一个激发的氦原子。

Mudrich说:“我们首次成功地在非常短的时间内在超流体氦中直接跟踪了这些过程。”Stienkemeier补充说:“结果有助于了解纳米粒子如何与高能辐射相互作用,然后衰减。”他解释说:“这对于旨在直接对单个纳米粒子进行直接成像的工作而言是必不可少的信息,因为它正在诸如汉堡的欧洲X射线激光XFEL之类的新型强辐射源上进行。”

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