绘制瞬态原子：欧洲XFEL的小量子系统进行了首次用户实验

进入类原子量子系统（AQS）实验站的视图。该实验是使用AQS实验站在欧洲XFEL的SQS科学仪器上进行的。

一项新的实验可以更好地理解基本的光诱导过程，这些过程对于光催化，光合作用和辐射破坏具有特别重要的意义。

由欧洲XFEL的科学家领导的来自德国，瑞典，俄罗斯和美国的国际团队发布了一项实验结果，该实验结果可以为分析原子和分子中的过渡态提供蓝图。这将提供新的机会来深入了解重要的过程，例如光催化，光合作用的基本步骤以及辐射损伤。

这是欧洲XFEL的小量子系统（SQS）仪器进行的第一个用户实验。科学家使用高分辨率电子光谱来捕获当X射线在原子电子云的最核心处打洞时产生的短暂瞬态的快照。对氖原子进行的研究结果是分析瞬态的起点，并已发表在《物理评论》 X上。

核心退出霓虹灯的极其短暂的瞬态仅持续2.4飞秒。将飞秒置于上下文中：飞秒至秒，而秒则至大约3,171万万年。“欧洲XFEL允许我们每秒使用大量激光脉冲和高脉冲能量。这意味着我们可以将非常多的光子带入样品，这对于探测此类瞬态原子态至关重要。

“我们使用了强烈的X射线脉冲，首先从氖原子的内壳或核中除去了电子，然后使用了来自同一X射线脉冲的第二个光子来绘制'空心'原子，”马扎说。 。“这是科学家第一次能够通过X射线感应电子光谱学，更准确地说，通过测量第二次激发后发射出的电子的能量，来获得该核心-空穴瞬态的电子结构信息。光子，同时平稳地改变X射线脉冲的波长。”他补充说。

SQS的首席科学家Michael Meyer强调说，本文的结果以及最近在《科学》上发表的一篇论文都显示出在SQS仪器上有效控制和探测特定电子子壳的激发的巨大可能性。他说：“我们可以在分子靶中实现原子或元素的特定激发，并独立研究每个原子对光子诱导的分子动力学的影响。”靶向分子中的特定原子可使科学家更深入地了解强辐射下分子装配中单个构建基块的行为。

参考：T. Mazza等人于2020年12月18日在物理评论X.DOI上撰写的“在瞬态核电离原子中映射共振结构”：
10.1103 / PhysRevX.10.041056