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    科學家創建迄今最短電子脈沖:僅持續53阿秒 2023-01-30

          英國《自然》雜志網站近日報道,德國科學家已創造出迄今最短的電子短脈沖,其持續時間僅為53阿秒,速度之快足以讓顯微鏡捕捉到電子在原子間跳躍的圖像。研究團隊表示,最新突破有望催生更精確的電子顯微鏡,在原子尺度上捕捉清晰的圖像,還可加快計算機芯片中數據的傳輸速度。

          電子脈沖用于表示計算機內部的數據或被電子顯微鏡用于捕捉圖像,脈沖越短,信息被傳輸的速度越快,研究人員一直致力于盡可能縮短電子脈沖的持續時長。

          普通電路內的電場產生的電子脈沖受限于電子在物質內振蕩的頻率。一個電子脈沖至少需要持續半個振蕩周期,因為正是這種振蕩周期為電子產生了“推動力”。而光能以更高頻率振蕩,因此研究人員一直嘗試使用短脈沖光來觸發電子脈沖。

          2016年,研究團隊創造了持續時間僅為380阿秒的可見光閃爍。借助同樣的技術,該團隊聚焦激光,從鎢針尖端剝落電子并將其打到真空中,獲得了持續時間僅53阿秒的電子脈沖。

          研究人員表示,他們探測到的53阿秒電子脈沖甚至比引發它的光脈沖還要短。根據玻爾的氫原子模型,這一持續時間僅為氫原子中電子繞其原子核運行一周所需時間的1/5。

          如此短的電子脈沖可使電子顯微鏡及時聚焦于較短的切片上,類似于降低相機的快門速度,從而更清晰地揭示粒子的運動。研究人員稱,如果利用此次獲得的阿秒電子脈沖創建電子顯微鏡,不僅有足夠的分辨率來觀察運動中的原子,甚至可看到電子在這些原子之間是如何跳躍的。

         

          來源:電子工程世界

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