天才一秒记住【热天中文网】地址：https://www.rtzw.net
光谱中的可见光，其光脉冲大约会持续2飞秒。
对于波长较短、频率较高的极紫外（extremeultraviolet，缩写为EUV）区，其光脉冲持续的时间更短。
目前测量到的最短光脉冲的持续时间小于100阿秒（10-18秒）。
这些脉冲是目前可以受控产生的最短脉冲（尽管我们可以通过粒子对撞机观察到发生在更短时间尺度上的事件）。
随着在X射线波段中出现了光的爆发，我们甚至可以期待产生持续时间更短的光脉冲。
这些数字简直小得让人难以置信，因此有必要选取一些参照物来帮助我们理解。
宇宙的年龄是5×1017秒，因此1秒和宇宙年龄的比值大约等于1阿秒和1秒的比值。
或者从经济学的角度来看，如果美国的国债总量相当于1秒钟，那么1飞秒就相当于1美分。
在这个尺度上，1阿秒几乎是没价值的。
在这个时间尺度上能发生什么事情呢？在第4章中我介绍了一个简单的原子模型，叫做玻尔模型。
在这个模型中，电子受到电力的吸引而“环绕”
原子核运动，就像行星受到万有引力的牵引绕太阳运动一样。
对于简单原子（只有几个电子的原子）而言，电子绕轨道运行一周所需的时间约为150阿秒。
如果我们想观察电子的运动，需要使用比150阿秒更短的光脉冲，才能使图像不致模糊。
频闪仪是与该话题最相关的一个设备。
目前，研究人员已经使用了一种频闪仪的变体来观察原子和分子在基本微观层面上发生的迅速变化。
在此应用中，一束激光的光脉冲被分为两个（或更多）部分，并在这两个部分之间引入一个延迟。
其中，第一个脉冲先发射并照亮样品，其中一部分被样品吸收了。
这“触发”
了系统中的一些变化——电子在原子内部运动，或者化学键在分子或固体中振动。
接着，第二个脉冲发射过去，其中一部分经由样品散射，而后被探测到。
重复进行该实验时，随着两个脉冲之间延迟时间的增加，探测到的散射光可以反映出样品的动态变化。
从某种意义上来说，这是原子、分子或者固体变化的“电影”
。
这种“泵浦[7]探针”
的方法已经被用来研究一些复杂的过程，例如在化学反应中，当两个分子通过它们之间的相互作用而被重构时发生了什么。
这种方法还有一个更复杂的版本，就是利用不止两个，而是多个光脉冲。
这些方法现在被用来研究许多极其有趣却令人费解的内容，从相互作用的原子、高温超导体到生物系统，等等。
我已经说过光学场的单一个周期是脉冲所能持续最短的时间。
而我们可以利用由高次谐波产生的极紫外（EUV）脉冲，设计实验来测量光电场的振**。
测量脉冲场需要非常快，要比光周期快得多。
我们可以利用波长更短的脉冲，它只有光学波长的二三十分之一。
当一个电子被一个强光脉冲从原子上剥离时，就会产生这种波长非常短的脉冲。
这个过程需要一个光学场，其强度相当于电子与原子核之间的结合力大小。
这种脉冲很容易通过在锁模激光器的输出端增加一个光放大器来获得。
当电子被强烈的脉冲从原子上剥离出来后，电子会处在一个快速振**的电场之中。
如果电子是在电场振幅为零时被剥离的，电子就可以顺着光学波的下一个周期做“冲浪”
运动——短暂地远离原子，然后再回来。
当它返回时，速度会非常快，并且可以通过光的形式释放所有额外的能量，从而被原子重新捕获。
本章未完，请点击下一章继续阅读！若浏览器显示没有新章节了，请尝试点击右上角↗️或右下角↘️的菜单，退出阅读模式即可，谢谢！