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超快激光器

雙子座激光器證明愛因斯坦沒有錯(cuò)

星之球科技 來源:光電信息簡(jiǎn)報(bào)2013-06-12 我要評(píng)論(0 )   

使用STFC激光設(shè)備中心的雙子座激光器獲得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果首次表明,用接近光速運(yùn)動(dòng)的超薄箔鏡反射激光會(huì)使得激光能量提高,這也證明了愛因斯坦于1905年在其《論動(dòng)體的電動(dòng)力...

       使用STFC激光設(shè)備中心的雙子座激光器獲得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果首次表明,用接近光速運(yùn)動(dòng)的超薄箔鏡反射激光會(huì)使得激光能量提高,這也證明了愛因斯坦于1905年在其《論動(dòng)體的電動(dòng)力學(xué)》一文中提出的狹義相對(duì)論,此項(xiàng)研究成果發(fā)表在《自然通信》雜志中。

 

  該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)證明,強(qiáng)激光束與一個(gè)運(yùn)動(dòng)速度接近光速的密集電子表面發(fā)生作用時(shí),會(huì)在入射光束與“鏡面”之間發(fā)生動(dòng)量轉(zhuǎn)移。通過對(duì)組合脈沖在時(shí)域上的壓縮和反射波波長(zhǎng)變短(因此能量變大),這種動(dòng)量轉(zhuǎn)移導(dǎo)致了反射光的峰值功率顯著增加。

 

  能夠觀察到此現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)條件是很難滿足的,需要一個(gè)超級(jí)大強(qiáng)度的激光使靶面發(fā)生電離,同時(shí)使致密包電子(飛行鏡)加速,該飛行鏡僅存在于幾飛秒時(shí)間內(nèi),第二束強(qiáng)激光在這段時(shí)間內(nèi)正面碰撞飛行鏡,并被鏡面反射。再加上需要使用僅有幾納米厚的固體靶面和足夠強(qiáng)度對(duì)比質(zhì)量的激光束,你會(huì)獲得這個(gè)稍有挑戰(zhàn)性的實(shí)驗(yàn)方案。

 

  然而,加爾興Max-Planck量子光學(xué)研究所、慕尼黑大學(xué)、貝爾法斯特皇后大學(xué)、中央激光研究所(CLF)的合作研究使用雙光束雙子座激光和僅有50納米厚度的超薄箔靶面,滿足了此實(shí)驗(yàn)所需條件。研究人員觀察到激光束波長(zhǎng)發(fā)生下移,從800納米下移了約60納米,同時(shí)反射脈沖寬度從50飛秒壓縮至幾百阿秒量級(jí)(1阿秒為 10^-18秒)。

 

  此實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不僅證明了愛因斯坦狹義相對(duì)論,而且提供了一種產(chǎn)生高強(qiáng)度阿秒激光的新思路和方法,阿秒激光在超快電子動(dòng)力學(xué)和原子尺度上基礎(chǔ)物理學(xué)研究領(lǐng)域內(nèi)有著重要的需求和應(yīng)用。

 

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