新突破极大地提高了X射线自由电子激光器得益于的超快分辨率

来自各种研究成果组织的大型国际社会研究课题成果他的团队，最主要美国能源部（DOE）的卡纳克国家所研究所（ArgonneNationalLaboratory），已开发出一种法则，该法则可显着更高使用X射线自由的电子激光（XFEL）可实现的超快时间分辨率。它可能会导致在新设计新材料和更有效性的分析方法化学反复方面取得突破。

图注：X射线自由的电子激光（XFEL）氘气量度的艺术描绘。光的电子与俄贝特的电子的发射成功之间固有的延迟会导致分析方法数据库当中的特征球形。应以，可以像钟针一样复制到球形远处各个数据库点的左边，以显示波动反复的精确当前。

X射线自由的电子激光（XFEL）设备是相对论性研究所和激光新科技的稳固组合，可显现出极其亮和超短的X射线延时，常用社会研究课题成果。“利用这项新科技，社会研究课题成果那时候可以搜寻在十亿分之一秒（人口为120人）内牵涉到的反复，其较小可降至离子级以下。”卡纳克大学分析方法化学社会科学与工程部门的力学学家拐角处·杜米说，“我们的法则可以实现较快的速度。”

X射线自由的电子激光（XFEL）最有盼望的应用之一是生物社会科学。在这样的研究成果当中，社会研究课题成果甚至可以在激光X射线的宇宙射线破坏电子束之后，就了解新生命基本生物学反复如何随时间变化。在力学和分析方法化学领域，这些X射线还可以以人口为120人的快门速度探究有机体牵涉到的破纪录反复。这样的反复最主要分析方法化学键的显现出和破坏，以及薄膜表面上离子的振动。

十多年来，X射线自由的电子激光（XFEL）发射成功出了稳固的人口为120人X射线延时，近来飞跃进入了亚人口为120人范围（秒）。但是，在这些微小的时间尺度上，不能使在电子束当中显现出反应的X射线延时与“推论”到该延时的激光延时不间断，这个问题被被称作时才会抖动。

首席作者丹·海恩斯（DanHaynes）是沃尔夫·普朗克物质与结构动力学研究成果所的博士生，他说：“这就像尝试在半决赛的最后过渡阶段拍摄照片，因为在最后十秒内的任何时候相机的快门可能会在任何时候酪氨酸。”

为了避免抖动问题，研究成果他的团队明确指出了一种开创性，整体精确的法则，被称作“自概述阿秒色带”。该他的团队通过在直线研究所相干光源（SLAC国家所研究所研究所的DOE社会科学用户设施档案室）上量度氘气的基本波动反复，来幻灯片他们的法则。

杜米和他曾经的顾问印第安纳州崇大学教授路易斯·迪马罗（LouisDiMauro）于2012年首次明确指出了这一量度法则。

在被称作俄贝特核素的核素反复当中，X射线延时将电子束当中的离子核的电射到原处。这导致它们被直接离子内层当中的的电子取代。随着这些直接的电子的松弛，它们释放能量。该反复可以引发另一个的电子的发射成功，被称作俄贝特的电子。宇宙射线损坏是由于强烈的X射线和俄贝特的电子的持续发射成功而产生的，它们会很快副产物电子束。在X射线照射下，氘离子也发射成功的电子，被称作光的电子。

在将两种的电子都暴露于直接“色带”激光延时后，研究成果部门在为数众多次单独量度当中确定了它们的最终能量。

“通过这些量度，我们可以以亚人口为120人的精度伪装时间的俄贝特核素，即使时才会抖动大了一百倍。”杜米说，“该新科技依赖于这样的全然，俄贝特的电子的发射成功比光的电子稍晚，因此与色带激光延时的不同部分相互作用。”

这个各种因素构成了该新科技的基础。通过相辅相成如此多的个人推论，该他的团队能够构造出力学核素反复的详细地图。根据这些电子邮件，他们可以确定光的电子与俄贝特的电子发射成功之间的特征时间延迟。

研究成果部门希望自我参照色带新科技将对超快社会科学领域显现出尤其的影响。从直觉上讲，该新科技使传统的阿秒色带光谱学可以集当中于全球范围内的X射线自由的电子激光（XFEL），因为它们接近阿秒疆界。这样，自概述色带可以在不影响时间分辨率的前提下，正因如此于X射线自由的电子激光（XFEL）的高效率和很低的强度，可以促使一类更进一步实验。