XLEAP使科学家能够看到阿秒电子运动

能源部 SLAC 国家加速器实验室的科学家们发明了一种方法，可以通过强大的 X 射线激光爆发来观察电子的运动。这项新技术使科学家能够使用只有 280 阿秒的激光爆发来测量电子运动。阿秒是十亿分之一秒的十亿分之一。

这一发现背后的技术称为 X 射线激光增强阿秒脉冲生成或 XLEAP。这项新技术是科学家多年来一直在努力的一项重大进步，并为在生物学、化学和材料科学等关键过程中电子如何围绕分子运动的突破性研究铺平了道路。

该团队表示，到目前为止，可以观察到原子核的运动，但驱动化学反应的更快的电子运动被模糊了。XLEAP 将允许 X 射线激光查看电子如何移动以及它如何为随后的化学反应奠定基础。该团队认为，对 XLEAP 启用的时间尺度的研究可以揭示诸如光合作用过程中对光的吸收如何几乎瞬间推动电子并开始导致氧气产生的其他事件的级联反应。

实验表明，XLEAP 团队可以产生精确定时的阿秒 X 射线脉冲对，这些脉冲可以使电子运动并记录这些运动。可以将快照串在一起以创建定格动画电影。XLEAP 被描述为一项巨大的进步，它为科学家提供了一种突破性的工具来观察和控制复杂系统中单个原子位点的电子运动。

该团队计划进一步优化他们的方法，这种优化可能会导致更强烈且可能更短的脉冲。该团队还在为 LCLS-II 做准备，这是他们用户系统的升级版，每秒可以发射多达 100 万个 X 射线脉冲，比以前快 8,000 倍。