通过使用超短电子脉冲列，阿秒物理实验室研究人员已经从晶体样品获得了时间分辨衍射图案。在此图像中，以阿秒间隔拍摄的图案被叠加在一起，从而实时揭示原子和亚原子现象背后的电子运动类型。援引：Baum/ Marimoto

　　阿秒物理实验室(由慕尼黑大学和马克斯-普朗克量子光学研究所联合组建)的物理学家们开发了一种阿秒电子显微镜，使他们能够观察时间和空间上光的色散，并观察原子中电子的运动。

　　自然界中最基本的物质相互作用是光与物质之间的相互作用。这种相互作用发生在阿秒(即十亿分之一的十亿分之一秒)之间。到目前为止，在如此短的时间内究竟发生了什么事情，基本上还是无法得知的。阿秒物理实验室(LAP)由慕尼黑大学和马克斯-普朗克量子光学研究所(MPQ)共同组建，现在来自LAP的Peter Baum博士和Yuya Morimoto博士领导的研究小组开发了一种新式的电子显微镜，使人们能够观察到这种实时和真空的基本相互作用。

　　出现在阿秒量级上的现象，例如光与原子之间的相互作用;为了使得其可视化，需要一种方法来同步原子尺度上的空间分辨率的超快过程。为了满足这些要求，Baum和Morimoto利用了一个事实，即电子作为基本粒子，也具有波的性质，可以表现为所谓的波包。研究人员将一束电子引导到一个薄的电介质箔上，电子波通过正交定向激光辐照而被调制。与振荡光场的相互作用交替地加速和减速电子，最终形成一列阿秒脉冲。这些波包由大约100个单独的脉冲组成，每个脉冲持续约800阿秒。

　　对于显微镜来说，这些电子脉冲列比阿秒光脉冲列有一个很大的优势:它们的波长要短得多。因此可以用它们观察尺寸小于1纳米的粒子，例如原子。这些特性使得超短电子脉冲串成为一种理想的工具，可以实时监测由光振荡对物质的影响而引发的超快过程。

　　在他们对这种新方法进行的前两次实验测试中，慕尼黑大学的研究人员把他们的阿秒脉冲列导到了一个硅晶体上，并观察了光周期如何传播以及电子波包如何在空间和时间中被折射、衍射和散射。在未来，这个概念将允许他们直接测量晶体中的电子如何响应光的周期，这是任何光和物质的相互作用的主要影响。换言之，这个过程达到了次原子和次光周期的分辨率，而LAP的物理学家现在可以实时监测这些基本的相互作用。

　　他们的下一个目标是产生单个的阿秒电子波包，以追踪在亚原子甚至更高的精度内相互作用过程中发生的情况。新方法可以在超材料的开发中得到应用。超材料是人工的, 即工程化的纳米结构, 其电学介电常数和磁导率与传统的介质有很大的差异。这反过来又产生了独特的光学现象，在光学和光电子领域开辟了新的视野。事实上，超材料很可能成为未来的光驱计算机中的基本组件。

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