本报讯(见习记者江庆龄)华东师范大学教授吴健团队利用一种特殊的非经典光,在不增加总能量的前提下,让光与原子作用的效率提升了20倍以上,为制造更“温柔”却更强大的超快激光打开了新思路。近日,相关研究成果发表于《自然》。
在超快科学领域,科学家一直梦想着利用一台特殊的高速摄像机,捕捉电子在原子、分子中运动的瞬间。实现这一梦想的关键一步,是用强激光把电子从原子或分子中“踢”出来,即发生隧穿电离。长期以来,要增强光与物质的相互作用,研究人员通常依赖的方法是不断提高激光峰值功率。然而,这种方法不可避免地会受到激光强度的制约。
研究团队另辟蹊径,将目光投向名为“明亮压缩真空态”(BSV)的非经典光源。与普通激光相比,BSV光源的光子会突然“抱团”出现,形成瞬间的极高能量爆发。
为排除其他因素干扰,研究团队以纯净的钠原子为实验对象,验证原子体系中电子隧穿的量子增强效应。利用超快标定技术,研究团队发现,一个平均能量仅为0.3微焦的BSV脉冲,产生的电离效果相当于7.1微焦的普通激光脉冲。换言之,研究团队“用1份的能量干出了20份能量的活儿”。
值得一提的是,通过调节光子的“抱团”程度,可以像旋转旋钮一样,在不增加总能量的前提下,线性控制这个瞬间爆发的强度。由此,研究团队建立了一种新型调控方法,从依赖强度堆砌的经典模式,转向了基于量子统计调控的全新模式。
相关论文信息:
https://doi.org/10.1038/s41586-026-10485-9
《中国科学报》 (2026-05-26 第1版 要闻)