閱讀 | 訂閱
閱讀 | 訂閱
能源環(huán)境新聞

科學家觀測到飛秒強激光驅動的原子核同質異能態(tài)

星之球科技 來源:中國科學報2022-02-08 我要評論(0 )   

強激光Kr83同質異能態(tài)實驗裝置示意圖受訪者供圖近日,上海交通大學張杰院士團隊與復旦大學馬余剛院士團隊合作,首次在實驗中觀測到飛秒激光驅動產生的原子核同質異能態(tài)...

強激光Kr83同質異能態(tài)實驗裝置示意圖        受訪者供圖強激光Kr83同質異能態(tài)實驗裝置示意圖        受訪者供圖

近日,上海交通大學張杰院士團隊與復旦大學馬余剛院士團隊合作,首次在實驗中觀測到飛秒激光驅動產生的原子核同質異能態(tài)。相關研究以《飛秒泵浦時抖動電子與離子庫倫碰撞所產生的同質異能態(tài)》為題,在《物理評論快報》上發(fā)表。

近年來,隨著強激光技術的發(fā)展,強激光驅動下與原子核相關的物理過程引起越來越多的重視。原子核同質異能態(tài),即處在亞穩(wěn)態(tài)的核素,由于其核結構理論的研究價值以及潛在的應用價值,一直以來是核物理研究的重要課題。

“超短的飛秒脈沖強激光,由于其能量在時間和空間維度上高度集中,有望形成超高電荷密度的加速以獲得傳統(tǒng)加速器無法比擬的超高的產生率,激發(fā)產生同質異能素。”該論文共同通訊作者、復旦大學教授符長波對《中國科學報》說,“而超高同核異能素產生率是深入推進原子核時鐘、伽馬激光器、核結構、天體核合成等領域研究的重要前提之一。”

在該項研究中,團隊利用一臺百太瓦級桌面型激光器為驅動源,觀測到了Kr83核素的同質異能態(tài)(其能級為42keV,壽命為1.83小時)。其峰值產生效率達2.34E15 p/s,超出傳統(tǒng)加速器所能達到的峰值產生率數個量級。

理論分析表明,近固體密度的電子在強激光場和等離子體團簇共同作用下會多次往返抖動形成共振,增加電子與原子核的相互作用機會,進而大幅提高同質異能素的產額。理論分析同時表明,該實驗條件下的同質異能態(tài)可能主要來自于庫倫激發(fā)機制,但不排除另外一種重要激發(fā)機制NEEC(即電子俘獲核激發(fā))的存在。NEEC是原子核內轉換的逆過程,實驗上盡管經過數十年的尋找,但仍沒確切被證實。

合作團隊在近期發(fā)表的另一篇綜述文章指出,目前存在于原子和原子核尺度之間(也就是納米和飛米尺度之間)的一些物理困惑,包括質子電荷半徑、中子壽命、深度狄拉克態(tài)等,有望通過強激光等離子體為平臺進行研究。

“飛秒強激光驅動的同質異能素的首次實驗觀測,是在此方向的一項重要進展。它標志著在實驗上研究納秒、皮秒、乃至飛秒時間尺度上超快核物理過程已經成為現實,并將有力促進對核時鐘、伽馬激光器、以及NEEC的研究?!痹撜撐墓餐ㄓ嵶髡摺⑸虾=煌ù髮W教授陳黎明說。

相關論文信息:https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.128.052501


轉載請注明出處。

制造業(yè)激光激光技術
免責聲明

① 凡本網未注明其他出處的作品,版權均屬于激光制造網,未經本網授權不得轉載、摘編或利用其它方式使用。獲本網授權使用作品的,應在授權范圍內使 用,并注明"來源:激光制造網”。違反上述聲明者,本網將追究其相關責任。
② 凡本網注明其他來源的作品及圖片,均轉載自其它媒體,轉載目的在于傳遞更多信息,并不代表本媒贊同其觀點和對其真實性負責,版權歸原作者所有,如有侵權請聯系我們刪除。
③ 任何單位或個人認為本網內容可能涉嫌侵犯其合法權益,請及時向本網提出書面權利通知,并提供身份證明、權屬證明、具體鏈接(URL)及詳細侵權情況證明。本網在收到上述法律文件后,將會依法盡快移除相關涉嫌侵權的內容。

網友點評
0相關評論
精彩導讀