世界最亮激光照射電子：你猜發生了什麽

光線明亮一點會讓物體呈現得更清楚，外觀不會變。但如果光線是10億個太陽那麽亮的激光、物體是單個電子，電子的“外觀”就會徹底改變，這是科學家用世界最亮激光照射電子時觀察到的奇妙現象。

這項實驗是在美國內布拉斯加大學林肯分校的極端光實驗室進行的。該大學發布的新聞公報說，用這種方法能產生特殊的高能X射線脈衝，用於醫學、工程、安全和基礎科研。中國上海交通大學的科學家參與了研究，相關論文發表在《自然·光子學》雜誌上。

物體散射的光子進入眼睛，使人能看到物體。通常情況下，物質裏的每個電子平均4個月才能接觸到一個光子，此前的實驗也隻能做到讓單個電子一次散射幾個光子。此外，散射的光子角度和能量與光源亮度無關。

研究人員利用極端光實驗室的設備產生超強激光，照射懸浮在氦氣中的電子，首次實現了高階散射，一次最多有近1000個光子撞擊同一個電子。結果發現，激光強度超過一定限度後，電子散射光子的模式與低強度時完全不同，散射的光子角度和能量會隨激光強度發生變化，相當於不同亮度的燈光下物體的形狀和顏色不一樣。

研究還發現，在超強激光作用下，電子釋放出的光子會吸收所有散射光子的能量，成為X射線。這樣產生的X射線脈衝持續時間極短、能量極強，而且頻率較為單一，可以用較低劑量產生高精度三維圖像，用於檢查人體內的腫瘤組織、探測材料內部的微小缺陷等，還能用作超高速照相機，觀察粒子運動或化學反應。

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