研究人員現在能夠塑造阿秒脈衝(chong) 的電場。圖片：Jürgen Oschwald和Carlo Callegari

化學反應是通過其各自的電子結構和動力學基本水平上確定的。在光照射等刺激的作用下，電子在液體(ti) 或固體(ti) 中重新排列。此過程僅(jin) 需要幾百個(ge) 阿秒。電子對外部電場敏感，因此研究人員可以通過用光脈衝(chong) 照射電子來輕鬆地控製它們(men) 。一旦他們(men) 在時間上塑造了阿秒脈衝(chong) 的電場，研究人員就可以實時控製電子動力學。弗萊堡大學物理研究所的朱塞佩·桑鬆教授（Giuseppe Sansone）領導的研究小組在《自然》雜誌上展示了他們(men) 如何完全塑形一個(ge) 阿秒脈衝(chong) 的波形。

阿秒（attosecond）1阿秒 = 10秒 = 0.000000000000000001秒

桑鬆解釋說：“這些脈衝(chong) 使我們(men) 能夠研究分子或晶體(ti) 中電子響應的第一時刻。具有塑造電場的能力，使我們(men) 能夠控製電子運動 - 長期目標是優(you) 化電子運動的基本過程，例如光合作用或材料中的電荷分離。”

該小組由來自美國、俄羅斯、德國、意大利、奧地利、斯洛文尼亞(ya) 、匈牙利、日本和瑞典的研究機構的理論家和實驗物理學家組成，在意大利的裏雅斯特的自由電子激光（FEL）FERMI上進行了實驗。該激光器是唯一具有這種獨特能力的激光器，它可以在具有完全可控相對相位的極紫外光譜範圍內(nei) 合成具有不同波長的輻射。

阿秒脈衝(chong) 由短時間激光諧波重疊造成。科學家使用FERMI提供的振蕩器產(chan) 生了一組四個(ge) 基本波長的激光諧波。這些設備，可操縱相對論電子束的運動，從(cong) 而產(chan) 生紫外線。該實驗的主要挑戰之一是這些相對相的測量，其特征是通過結合阿秒脈衝(chong) 和紅外場來獲取從(cong) 氖原子釋放的光電子。這導致電子光譜中出現其他結構，通常稱為(wei) 邊帶。科學家們(men) 測量了每次激光發射產(chan) 生的不同邊帶之間的相關(guan) 性。最終，這使他們(men) 能夠充分表征阿秒脈衝(chong) 序列。

桑鬆說：“我們(men) 的結果不僅(jin) 表明FEL可以產(chan) 生阿秒級脈衝(chong) ，而且由於(yu) 采用了用於(yu) 生成波形的方法，因此這些脈衝(chong) 是完全可控的，並且具有很高的峰值強度。這兩(liang) 個(ge) 方麵代表了我們(men) 方法的關(guan) 鍵優(you) 勢。結果將影響新型自由電子激光器的規劃和設計。”