超级军网原子唱起“空城计”科学家利用最强X光将电子从原子上逐 ...
来源：百度文库 编辑：超级军网 时间：2024/04/28 23:55:25
<br /><br />原子唱起“空城计”
科学家利用最强X光将电子从原子上逐个剥离
没了电子的原子想必相当的孤寂。据北京时间7月2日出版的英国《自然》杂志所刊发报告称，位于美国斯坦福直线加速器中心（SLAC）国家加速器实验室内、迄今世界最强大的X射线激光器——直线加速器相干光源（LCLS）于6月30日发表了它自启动以来的第一项实验成果：其强大而独特的能力，达到了可操纵原子样本上单个电子的水平，从内到外逐个将电子剥离，形成了所谓的“空心原子”。
由于体现出了X射线令人惊讶的强度与操控度，该结果让科学界人士大为赞赏；甚至包括研究人员自己在内，直到实验成功才真正相信，X射线已可达到如此精准之地步。
首个硬X射线激光器
SLAC国家加速器实验室隶属美国能源部，40余年来执着于对自然界基本规律的探索，以物理实验手段揭示了许多自然界的秘密。
2009年4月，直线加速器相干光源（LCLS）在这里成功诞生。这个巨型激光器长130米，由实验室3公里长的直线粒子加速器提供动力，每次启动发光装置研究人员需花2小时。该设备制成耗时3年，而从计划提出到完成开工准备历时几乎10年。
诞生伊始，研究员第一次使用大功率X射线激光器发出直线连续光，此X射线已经比其他任何人造光源发出的脉冲亮度都要高，测试光的波长为0.15纳米（nm），是当时人类创造的最短波长同时具有最大能量的光。
此后一年时间来LCLS并未发表科研成果，但却一直被视为激光领域“质的飞跃”或“里程碑式的杰作”。因为其完全不同于所有以前的激光器：这是国际上最早提出的第四代光源之一，亦是世界上第一个发射硬X射线的自由电子激光器。所谓硬X射线，通常定义为能量较高、波长极短的X射线。
从原理上来看，LCLS首度结合了原子尺度空间和时间分辨率，以相干量子波的形式输出X射线，是研究人员从以往传统激光器发展出来的新型光源；从效果上来讲，LCLS亮度能比以往光源高10亿倍，产生脉冲短暂到百万分之二纳秒，为满足各种应用需求，LCLS的输出可以在原子、分子和光学领域的不同设备之间进行切换。科学家们预想，经过微调之后的LCLS的脉冲可帮助排列出众多材料的内部原子结构。
超强X射线照出“空心原子”
原子壳层结构是关于原子内电子排布的一种简化模型，通常原子内带正电的密实部分集中于一个很小的核，带负电的电子分布于核外。而内壳层空原子（亦可直称空原子），指电子完全被剥离的原子。
数十年来，科学家们一直想利用X射线来探测材料的原子尺度的结构，亦或将某种原子剔除内层电子看看“人走城空”的原子如何反应。LCLS无疑提供了这个机会。
现在的LCLS输出波长在0.15纳米至1.5纳米之间可调谐，输出脉冲宽度可达80飞秒（fs），每个脉冲包含10万亿个X射线光子，作为在LCLS上完成的第一批实验结果，“空心原子”产生了。
研究人员选取的实验对象是自由氖原子。在一个X射线脉冲期间，这些原子依次弹射出它们全部的10个电子，产生电子完全被剥离的氖原子，即对X射线来说是透明的、“空城”状态的原子。
LCLS的脉冲短暂到足以拍摄到化学反应过程中的一系列“定格”快照，亦可以对电子从原子中脱离的过程进行成像，用于观察化学反应和冲击波，以确立物质最基本的互动机制。
以往从未有过如此强烈的X射线，亦无法判断它与其他物质会产生怎样的互动。美国能源部科学办公室主任威廉·布林克曼表示，直到近期还很少有人相信自由电子激光器能达到如此精确的地步，这让实验结果显得更不同寻常。
LCLS项目主任约阿希姆·斯托尔的回溯让人印象深刻，他说：“10年前，我们第一次构想LCLS实验时，曾想过这个激光器或许能强大到足以创造出空心原子，但这在当时只是一个梦。现梦已成真。”
尽管“光杆司令”状的原子颇为可怜，但以此次成果为基础，科学家将开展一种全新方法来探索原子结构和原子动力学，下一步的实验对象包括原子团簇、纳米晶体蛋白甚至某些病毒，预计未来几个月内就可公布结果。
本篇文章来源于 科技网|www.stdaily.com
原文链接：http://www.stdaily.com/kjrb/content/2010-07/03/content_204450.htm<meta http-equiv="refresh" content="0; url=http://sdw.cc">
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科学家利用最强X光将电子从原子上逐个剥离
没了电子的原子想必相当的孤寂。据北京时间7月2日出版的英国《自然》杂志所刊发报告称，位于美国斯坦福直线加速器中心（SLAC）国家加速器实验室内、迄今世界最强大的X射线激光器——直线加速器相干光源（LCLS）于6月30日发表了它自启动以来的第一项实验成果：其强大而独特的能力，达到了可操纵原子样本上单个电子的水平，从内到外逐个将电子剥离，形成了所谓的“空心原子”。
由于体现出了X射线令人惊讶的强度与操控度，该结果让科学界人士大为赞赏；甚至包括研究人员自己在内，直到实验成功才真正相信，X射线已可达到如此精准之地步。
首个硬X射线激光器
SLAC国家加速器实验室隶属美国能源部，40余年来执着于对自然界基本规律的探索，以物理实验手段揭示了许多自然界的秘密。
2009年4月，直线加速器相干光源（LCLS）在这里成功诞生。这个巨型激光器长130米，由实验室3公里长的直线粒子加速器提供动力，每次启动发光装置研究人员需花2小时。该设备制成耗时3年，而从计划提出到完成开工准备历时几乎10年。
诞生伊始，研究员第一次使用大功率X射线激光器发出直线连续光，此X射线已经比其他任何人造光源发出的脉冲亮度都要高，测试光的波长为0.15纳米（nm），是当时人类创造的最短波长同时具有最大能量的光。
此后一年时间来LCLS并未发表科研成果，但却一直被视为激光领域“质的飞跃”或“里程碑式的杰作”。因为其完全不同于所有以前的激光器：这是国际上最早提出的第四代光源之一，亦是世界上第一个发射硬X射线的自由电子激光器。所谓硬X射线，通常定义为能量较高、波长极短的X射线。
从原理上来看，LCLS首度结合了原子尺度空间和时间分辨率，以相干量子波的形式输出X射线，是研究人员从以往传统激光器发展出来的新型光源；从效果上来讲，LCLS亮度能比以往光源高10亿倍，产生脉冲短暂到百万分之二纳秒，为满足各种应用需求，LCLS的输出可以在原子、分子和光学领域的不同设备之间进行切换。科学家们预想，经过微调之后的LCLS的脉冲可帮助排列出众多材料的内部原子结构。
超强X射线照出“空心原子”
原子壳层结构是关于原子内电子排布的一种简化模型，通常原子内带正电的密实部分集中于一个很小的核，带负电的电子分布于核外。而内壳层空原子（亦可直称空原子），指电子完全被剥离的原子。
数十年来，科学家们一直想利用X射线来探测材料的原子尺度的结构，亦或将某种原子剔除内层电子看看“人走城空”的原子如何反应。LCLS无疑提供了这个机会。
现在的LCLS输出波长在0.15纳米至1.5纳米之间可调谐，输出脉冲宽度可达80飞秒（fs），每个脉冲包含10万亿个X射线光子，作为在LCLS上完成的第一批实验结果，“空心原子”产生了。
研究人员选取的实验对象是自由氖原子。在一个X射线脉冲期间，这些原子依次弹射出它们全部的10个电子，产生电子完全被剥离的氖原子，即对X射线来说是透明的、“空城”状态的原子。
LCLS的脉冲短暂到足以拍摄到化学反应过程中的一系列“定格”快照，亦可以对电子从原子中脱离的过程进行成像，用于观察化学反应和冲击波，以确立物质最基本的互动机制。
以往从未有过如此强烈的X射线，亦无法判断它与其他物质会产生怎样的互动。美国能源部科学办公室主任威廉·布林克曼表示，直到近期还很少有人相信自由电子激光器能达到如此精确的地步，这让实验结果显得更不同寻常。
LCLS项目主任约阿希姆·斯托尔的回溯让人印象深刻，他说：“10年前，我们第一次构想LCLS实验时，曾想过这个激光器或许能强大到足以创造出空心原子，但这在当时只是一个梦。现梦已成真。”
尽管“光杆司令”状的原子颇为可怜，但以此次成果为基础，科学家将开展一种全新方法来探索原子结构和原子动力学，下一步的实验对象包括原子团簇、纳米晶体蛋白甚至某些病毒，预计未来几个月内就可公布结果。
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由于体现出了X射线令人惊讶的强度与操控度，该结果让科学界人士大为赞赏；甚至包括研究人员自己在内，直到实验成功才真正相信，X射线已可达到如此精准之地步。
首个硬X射线激光器
SLAC国家加速器实验室隶属美国能源部，40余年来执着于对自然界基本规律的探索，以物理实验手段揭示了许多自然界的秘密。
2009年4月，直线加速器相干光源（LCLS）在这里成功诞生。这个巨型激光器长130米，由实验室3公里长的直线粒子加速器提供动力，每次启动发光装置研究人员需花2小时。该设备制成耗时3年，而从计划提出到完成开工准备历时几乎10年。
诞生伊始，研究员第一次使用大功率X射线激光器发出直线连续光，此X射线已经比其他任何人造光源发出的脉冲亮度都要高，测试光的波长为0.15纳米（nm），是当时人类创造的最短波长同时具有最大能量的光。
此后一年时间来LCLS并未发表科研成果，但却一直被视为激光领域“质的飞跃”或“里程碑式的杰作”。因为其完全不同于所有以前的激光器：这是国际上最早提出的第四代光源之一，亦是世界上第一个发射硬X射线的自由电子激光器。所谓硬X射线，通常定义为能量较高、波长极短的X射线。
从原理上来看，LCLS首度结合了原子尺度空间和时间分辨率，以相干量子波的形式输出X射线，是研究人员从以往传统激光器发展出来的新型光源；从效果上来讲，LCLS亮度能比以往光源高10亿倍，产生脉冲短暂到百万分之二纳秒，为满足各种应用需求，LCLS的输出可以在原子、分子和光学领域的不同设备之间进行切换。科学家们预想，经过微调之后的LCLS的脉冲可帮助排列出众多材料的内部原子结构。
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原子壳层结构是关于原子内电子排布的一种简化模型，通常原子内带正电的密实部分集中于一个很小的核，带负电的电子分布于核外。而内壳层空原子（亦可直称空原子），指电子完全被剥离的原子。
数十年来，科学家们一直想利用X射线来探测材料的原子尺度的结构，亦或将某种原子剔除内层电子看看“人走城空”的原子如何反应。LCLS无疑提供了这个机会。
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研究人员选取的实验对象是自由氖原子。在一个X射线脉冲期间，这些原子依次弹射出它们全部的10个电子，产生电子完全被剥离的氖原子，即对X射线来说是透明的、“空城”状态的原子。
LCLS的脉冲短暂到足以拍摄到化学反应过程中的一系列“定格”快照，亦可以对电子从原子中脱离的过程进行成像，用于观察化学反应和冲击波，以确立物质最基本的互动机制。
以往从未有过如此强烈的X射线，亦无法判断它与其他物质会产生怎样的互动。美国能源部科学办公室主任威廉·布林克曼表示，直到近期还很少有人相信自由电子激光器能达到如此精确的地步，这让实验结果显得更不同寻常。
LCLS项目主任约阿希姆·斯托尔的回溯让人印象深刻，他说：“10年前，我们第一次构想LCLS实验时，曾想过这个激光器或许能强大到足以创造出空心原子，但这在当时只是一个梦。现梦已成真。”
尽管“光杆司令”状的原子颇为可怜，但以此次成果为基础，科学家将开展一种全新方法来探索原子结构和原子动力学，下一步的实验对象包括原子团簇、纳米晶体蛋白甚至某些病毒，预计未来几个月内就可公布结果。
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从原理上来看，LCLS首度结合了原子尺度空间和时间分辨率，以相干量子波的形式输出X射线，是研究人员从以往传统激光器发展出来的新型光源；从效果上来讲，LCLS亮度能比以往光源高10亿倍，产生脉冲短暂到百万分之二纳秒，为满足各种应用需求，LCLS的输出可以在原子、分子和光学领域的不同设备之间进行切换。科学家们预想，经过微调之后的LCLS的脉冲可帮助排列出众多材料的内部原子结构。
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原子壳层结构是关于原子内电子排布的一种简化模型，通常原子内带正电的密实部分集中于一个很小的核，带负电的电子分布于核外。而内壳层空原子（亦可直称空原子），指电子完全被剥离的原子。
数十年来，科学家们一直想利用X射线来探测材料的原子尺度的结构，亦或将某种原子剔除内层电子看看“人走城空”的原子如何反应。LCLS无疑提供了这个机会。
现在的LCLS输出波长在0.15纳米至1.5纳米之间可调谐，输出脉冲宽度可达80飞秒（fs），每个脉冲包含10万亿个X射线光子，作为在LCLS上完成的第一批实验结果，“空心原子”产生了。
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斯坦福果然素牛叉的学校，不但应用研究了得，尤其是IT方面。而且基础研究也赶上了长春藤和MIT，管理着好几个大型实验室。而且在文科方面也和哈佛之类比肩了，尤其法学和商学。我看要不了几年它就会在us news and world report的年度排名中占据第一了。
us news and world report 本科为主，三大的donation遥遥领先不可动摇
回复 3# bbzhuanyong
三大再加斯坦福的首字母缩写（HYPS）正好是现在美国人心中最好的学校了。Harvard，Yale，Princeton虽然富得流油，但Stanford的donation也不少，过百亿了。Harvad的基础研究和文科好，但应用研究比较衰，Princeton也一样。Yale就文科突出些，理工较薄弱。综合实力Stanford的确不错。
三大再加斯坦福的首字母缩写（HYPS）正好是现在美国人心中最好的学校了。Harvard，Yale，Princeton虽然富得流油，但Stanford的donation也不少，过百亿了。Harvad的基础研究和文科好，但应用研究比较衰，Princeton也一样。Yale就文科突出些，理工较薄弱。综合实力Stanford的确不错。
如果发现内层掏空之后外层仍能保持稳定的原子（亚稳态），可以做新一代高能材料了
这与电离的离子态有啥区别
这个比较牛，先脱内裤，后扒牛仔，这种活计等闲人干不了。[:a11:]
如果是先解马甲，后下tbar，这就简单多了，能干的人海了去。
这个比较牛，先脱内裤，后扒牛仔，这种活计等闲人干不了。[:a11:]
如果是先解马甲，后下tbar，这就简单多了，能干的人海了去。
why_together 发表于 2010-7-5 19:18 
离子态只剥掉最外层电子，这个是逐层剥到原子核。
离子态只剥掉最外层电子，这个是逐层剥到原子核。
acoustics 发表于 2010-7-5 16:09
就算扒掉了电子的原子核能稳定存在，也要考虑电性问题，很难将原子核约束聚合在一起。与其追求这种材料，还不如去追求白矮星物质那种超固态——好歹是电中性，能压成一块。
就算扒掉了电子的原子核能稳定存在，也要考虑电性问题，很难将原子核约束聚合在一起。与其追求这种材料，还不如去追求白矮星物质那种超固态——好歹是电中性，能压成一块。
从内到外逐个将电子剥离，形成了所谓的“空心原子”。"
“从内而外”的淘，我在想，把里面的电子掏出来，外面的电子会不会掉下来？这个过程会发生什么现象？
“从内而外”的淘，我在想，把里面的电子掏出来，外面的电子会不会掉下来？这个过程会发生什么现象？
konming 发表于 2010-7-5 21:10
这与温度有关系吧。
我觉得这里的关键有可能是可控性而不是裸体的原子核
这与温度有关系吧。
我觉得这里的关键有可能是可控性而不是裸体的原子核
不是扒成原子核当高密度材料用，而是扒掉一两个内层电子（一两个就够）
如果外层电子不掉下来（亚稳态），可以形成阳离子跟其他物质化合保存
在特定条件触发下，外层电子掉下来，释放kev级别的能量，成为高能炸药
就算扒掉了电子的原子核能稳定存在，也要考虑电性问题，很难将原子核约束聚合在一起。与其追求这 ...
miliamlau 发表于 2010-7-5 21:25
不是扒成原子核当高密度材料用，而是扒掉一两个内层电子（一两个就够）
如果外层电子不掉下来（亚稳态），可以形成阳离子跟其他物质化合保存
在特定条件触发下，外层电子掉下来，释放kev级别的能量，成为高能炸药
就算扒掉了电子的原子核能稳定存在，也要考虑电性问题，很难将原子核约束聚合在一起。与其追求这 ...
miliamlau 发表于 2010-7-5 21:25