全息攝影術(shù)通常讓人想到藝術(shù)性的三維圖像，但它也能廣泛用于多種領(lǐng)域。據(jù)美國(guó)物理學(xué)家組織網(wǎng)1月6日?qǐng)?bào)道，在最新研究中，一個(gè)由荷蘭、德國(guó)和法國(guó)等多國(guó)科研人員組成的研究團(tuán)隊(duì)，通過(guò)激光驅(qū)動(dòng)電子運(yùn)動(dòng)，建立了原子全息圖。該技術(shù)有助于發(fā)展超快光電子能譜學(xué)，將來(lái)這種全息圖像能讓科學(xué)家以更直接的方式研究分子結(jié)構(gòu)。相關(guān)論文發(fā)表在近日出版的《科學(xué)》上。
“我們?cè)趯?shí)驗(yàn)中證明，將一個(gè)電子從分子中電離出來(lái)，利用激光場(chǎng)可改變電子相對(duì)于分子的方向。”論文合著者、就職于荷蘭國(guó)家原子和分子物理研究所以及德國(guó)馬克斯·玻恩研究院的馬克·瑞金說(shuō)。
在實(shí)驗(yàn)中，研究人員向一個(gè)原子或分子發(fā)射一束致密的紅外激光，使原子或分子電離釋放出一個(gè)電子，激光場(chǎng)驅(qū)動(dòng)自由電子在離子周?chē)鷣?lái)回做震蕩運(yùn)動(dòng)。有時(shí)電子會(huì)和離子相撞，就在極短時(shí)間內(nèi)爆發(fā)出輻射能量。
由于電子運(yùn)動(dòng)完全相干，就意味著它總是處于同樣的相位，研究人員認(rèn)為，這樣就可以利用全息技術(shù)來(lái)記錄離子和電子的信息。制作全息電子圖像的關(guān)鍵是觀察到相干波（由電子發(fā)出的波，不會(huì)影響離子）和信號(hào)波（由離子散射的波，可作為描述離子結(jié)構(gòu)的編碼信息）之間的干涉。當(dāng)儀器探測(cè)到相干波和信號(hào)波之間發(fā)生了干涉，電子和離子的編碼信息就被儲(chǔ)存下來(lái)，并可在未來(lái)得以再現(xiàn)。研究人員解釋說(shuō)，這樣生成的圖像就是原子利用自身電子而產(chǎn)生的全息圖。
研究人員還通過(guò)一種理論模型來(lái)模擬這種測(cè)量，證明了全息圖能存儲(chǔ)電子和離子的空間及時(shí)間信息。如將來(lái)能利用這種全息結(jié)構(gòu)技術(shù)開(kāi)發(fā)出一種全新的超快光電子能譜儀，科學(xué)家就能直接以阿秒（10-18秒）的時(shí)間分辨率測(cè)量電子和離子運(yùn)動(dòng)，這種功能對(duì)于從最基本層面理解化學(xué)反應(yīng)非常有用，尤其是那些用其他方法很難研究的分子。
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