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据悉,德国科学家捕捉到一个破纪录的最短电子脉冲—仅有53阿秒(1阿秒为10的负十八次方秒)。相关论文1月25日以“Attosecond field emission”为题发表于《Nature》上。
研究人员表示,探测到的53阿秒电子脉冲甚至比引发它的光脉冲还要短。根据玻尔的氢原子模型,这一持续时间仅为氢原子中电子绕其原子核运行一周所需时间的五分之一。
图1:强场亚周期光脉冲。a,实验设置的简化示意图。子周期脉冲(橙色曲线)通过双凹面镍镜模块进行空间分离和聚焦。通过压电级引入了内外反射镜反射的脉冲之间的时间延迟。钨纳米尖端(尖端半径约35纳米)或氖原子的气体射流可以定位在激光聚焦中。发射的电子能谱由一个飞行时间光谱仪(接受角约6°)记录,该光谱仪位于电子源下游约3毫米处,并沿激光偏振轴对齐。插图显示,由绿色阴影曲线标记的电子(i)被释放,并被强烈的激光场加速,形成电子脉冲,回转纳米尖端表面,(ii)可以研究动力学和结构。在尖端表面后向散射时,电子脉冲被激光进一步加速以逃离相互作用区域。b,每脉冲总电子产率随驱动激光脉冲峰值强度(黄点)增加的函数及其在对数尺度上的线性拟合(紫色线)。c,来自钨纳米尖端的电子能谱与峰值强度的关系。星点表示截止能量。黑色和灰色虚线显示了截止能量与激光脉冲入射峰值强度的线性拟合。d,来自钨纳米尖端(红色曲线)和氖原子(蓝色曲线)的光学发射电子能谱具有几乎相同的峰值强度(约40 TW cm−2)。e,和c一样,不过是氖原子。
图2:光场发射中阿秒电子脉冲的测量。a,b,实验记录(a)和重建(b) 钨纳米尖端的HAS光谱图。c,电子脉冲光谱(洋红色填充)及其光谱相位(红色曲线)。d,电子脉冲的强度剖面(洋红色填充)及其时间相位(红线)。e,近场(红色曲线)及其相对于阿秒电子脉冲的时间(洋红色填充)。f,阿秒电子脉冲的时频分析和检索到的释放时间(黑色曲线)。红色虚线曲线表示e中近场光波形半经典计算的释放时间。
图3:实验设置。
文章来源:
https://www.nature.com/articles/s41586-022-05577-1
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