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新方法的原理,基于相干散射的斑点。信用大阪大学
新方法的原理,基于相干散射的斑点。信用大阪大学

抽象:
想象一下最快的化学过程的电影,或不损坏它们的成像单个病毒颗粒的原子尺度的细节。来自日本的研究人员拥有先进的国家的最先进的在这样的努力,通过增加一个特殊的X射线激光的纳米级测量的效用。

旧的X射线,新的视野:一个纳米聚焦X射线激光:研究人员提高X射线自由电子激光测量的精确度更接近典型原子的直径比以前可能

日本大阪|发表于2020年7月8日

在最近发表在Journal of同步辐射的研究中,从大阪大学的研究人员,在具有RIKEN和日本同步辐射研究所(JASRI)协作,都在X射线自由电子激光的光束直径减小到在宽度6个纳米。这显着提高了这些激光器的成像结构更接近在以前的工作原子水平比可能的效用。

“看”非常小,否则不可见的对象,观察超快化学过程,研究人员通常使用同步辐射X射线设施。透视自由电子激光器的替代,可以 - 在原则上 - 的,图像原子尺度的细节,例如,病毒颗粒,上的电子跃迁的时间刻度,而不会损坏颗粒。要做到这一点,你需要一个令人难以置信的明亮X射线激光,重点在纳米尺度非常快的激光脉冲。

“使用多层聚焦镜,我们限制了我们的激光束的宽度降低到一个直径为6个纳米,”研究高远井上的主要作者。“这不是一个典型的原子相当的直径,但我们正在取得良好的进展。”

到现在为止,已经难以集中透视自由电子激光器以如此小的直径。这是因为在制造所需的镜子,确认激光器的聚焦尺寸的挑战。研究者团队通过分析激光的干涉图案,称为斑点轮廓的形状处理的重点问题。

“我们通过随机分布的金属纳米粒子的相干的X射线散射产生的斑点轮廓,”聪松山,高级作者解释。“这使激光光束轮廓,这是与理论计算吻合的实验测量。”

由于激光束直径可以如此精确地测量,其进一步进步现在是可行的。例如,通过使用用于散射分析原子,X射线自由电子激光测量可以提高到1纳米焦点。

研究人员预计,超高强度激光,比太阳亮超过一百万万亿次,现在是一个超快分子过程成像有用的 - 这是超越了最先进的同步加速器的能力 - 在原子尺度细节。利用这种技术,蛋白分子和其它小重要生物实体可以在不战略下损坏它们通过使用单个激光脉冲被成像的“破坏之前衍射,”。

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关于大阪大学
大阪大学成立于1931年作为日本的七个帝国大学之一,目前是日本著名的综合性大学具有广泛的学科范围之一。这种强度加上创新的单一驱动器,扩展整个科学过程,从基础研究到创造应用技术与积极的经济影响。其对创新的承诺已经在日本和世界各地得到了认可,在2015年(路透社2015年100强),并在2017年在世界上最具创新机构之一(创新高校与自然指数创新2017年)被命名为日本最具创新精神的大学。现在,大阪大学正在利用它的作用,通过教育,文化,体育,科学与技术部选定指定的国立大学法人,以促进创新为人类的福祉,社会的可持续发展和社会转型。

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文章“代使用具有散斑干涉反射光学器件的自由电子激光器的透视纳米束的,”在DOI发表在Journal of同步辐射的::

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