持续仅19.2阿秒的软X射线脉冲造出

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科技日报北京12月18日电 （记者刘霞）西班牙光子科学研究所科学家成功制造出持续时间仅19.2阿秒的软X射线脉冲，这是迄今产生的最短、最亮的软X射线脉冲。该成果相当于打造出一台“超快相机”，能以空前的精细程度实时捕捉电子动态，为观测以往难以触及的微观过程提供了有力工具，将极大推动材料科学、量子技术等领域的发展。相关论文发表于新一期《超快科学》杂志。

软X射线通常指低能量、波长较长、穿透力较弱的X射线，其光谱特征如同“指纹”，可帮助科学家追踪特定原子周围电子在反应或相变过程中的重组行为。然而，电子运动发生在阿秒尺度（1阿秒为百亿亿分之一秒），捕捉这类过程需要与之匹配的超短光脉冲，传统测量手段难以实现。

为突破这一限制，研究团队通过高次谐波产生、先进激光工程与阿秒计量等一系列创新技术，成功制备出19.2阿秒的软X射线脉冲。

此前，该团队已在软X射线波段实现阿秒脉冲的分离与产生，并借此研究了电子与固体晶格的相互作用，揭示了分子环在聚合等过程中的开启机制。随着测量方法的进一步优化，如今他们成功创造并确认了迄今最短的光脉冲纪录。

这种极短、高亮的软X射线脉冲兼具超高时间分辨率与宽谱相干特性，使直接观测光伏、催化、关联材料及量子器件中的电子动态成为可能。它不仅可用于探索原子、分子和固体中的电子行为、多体相互作用、分子中的超快电荷迁移、凝聚态物质的结构转变，以及非绝热能量流动，也为在物理、化学、生物与量子科学等多领域取得突破奠定了基础。

团队指出，通过将阿秒科学推进至原子时间单位以下，该研究为探索物质在最基本时空尺度上的行为提供了关键工具。