世界最强大激光器蒸发水滴瞬间:形成“水膜”似雨伞
科学家们近日在微观尺度下,拍下了世界上最强大的X射线激光器将液体瞬间蒸发的情景。这些激光器利用极为明亮、速度极快的光束来拍下蒸发过程的频闪照片,而液体蒸发正是自然界中速度最快的现象之一。研究人员设计了一系列实验,希望能更好地利用这些X射线激光器,同时对激光蒸发液体的过程获得更深入的了解。 这些测验在斯坦福大学的SLAC国家加速器实验室中进行,使用了该实验室的直线性连续加速器光源,这是世界上最强大的X射线激光器。 “如果我们能弄清液体的爆裂过程,就能避免产生一些不必要的效果。”斯坦福脉冲研究所的科罗迪欧斯坦说道,“它还能帮助我们找到一些用X射线引发液体爆裂来触发样品的变化过程的新方法,并对处于极端环境下的物质进行研究。这些实验将帮助我们更好地理解X射线及其它应用领域存在的各种现象。” 在SLAC的直线性连续加速器光源设备中,研究人员经常利用液体将样品送到X激光束的发射路径上。但在满功率状态下,超亮的X射线能在瞬息之间将样品打得灰飞烟灭。还好在大多数情况下,研究人员可以赶在样品被损坏前得到自己需要的数据。 而此次最新研究成功地在微观尺度下展现了整个爆裂过程,从而让科学家更好地理解这一过程会对X射线激光实验产生怎样的影响。 斯坦和他的团队对将液体注入X射线激光器轨道的两种方法分别进行了研究,一是将液体一滴一滴地不断滴入轨道中,另一种则是以水流的形式,将液体源源不断地注入轨道中。 每当X射线脉冲击中液体时,研究团队就会拍下一张图片,距离脉冲发射的时间仅隔了50亿分之一至1万分之一秒。他们共拍摄了几百张这样的频闪照片,然后将它们组合成一段视频。 |