歐洲科學家啟動世界最大X光機,希望觀測微觀世界的單個原子結構。 

科學家表示,這台激光器可以捕捉物質之中化學鍵發生斷裂或形成的瞬間。也就是說,它可以觀測到原子瞬間發生的激烈變化。

該耗資10億歐元以上、名稱為歐洲X射線自由電子激光器(XFEL)的尖端試驗設備,建於德國漢堡市(Hamburg)地下40米深處。 

科學家為了獲得高能X光(X射線),在3.4公里長的地底下建成導線性加速器隧道。一束電子的速度可以在這個加速器中達到接近光速的程度,之後被同步激發出X射線,即形成X線激光。 

因為X射線的波長極小,可以穿過原子之間的空隙,所以根據類似平時我們站在陽光下形成陰影的原理,X線激光即可以為原子拍照,獲得微觀世界中物質的結構特徵。

這座X射線自由電子激光器可以在一秒內發出2.7萬次激光脈衝,每個脈衝持續時間之短僅為50飛秒(每飛秒等於千萬億分之一秒),但是在這一秒內發出數量多達1000億兆(100,000,000,000,000,000,000,000)的X線光子。

這種光子的密度也就是亮度,比世界上其它同類激光器所獲的激光亮度約大10倍,而且是地球接受來自太陽的X射線總亮度的100倍。

英國《衛報》9月1日報道說,這是繼日本和美國之後的第三台X射線激光器。該激光器的管理董事會主席說:「那些激光器每秒發出100個脈衝,而我們能發出2.7萬次。」 

科學家希望使用這種超高能X射線激光觀測生物大分子,如酶的結構。但據BBC報道,該激光器在觀測原子的時候因為能量太高而會破壞樣本。 

而且科學家為了獲得更為清晰的原子圖像,正在建造第二台配套使用的檢測器。 

該激光器還可用於研究太陽。《衛報》報道說,科學家也將使用這種超高能量X射線激光的熱效應,如在一皮秒內局部產生2億攝氏度的高溫來研究太陽內部的運動機制。◇