来自束驱动相对论镜的明亮相干阿秒 X 射线脉冲
等离子体物理
2026-04-15 v1 光学
摘要
明亮的超短 X 射线脉冲使科学家能够观察原子和分子的超快运动。相干光源，如 X 射线自由电子激光 (XFEL)，在细胞生物学、蛋白质晶体学、化学或材料科学领域促成了非凡的发现。然而，与光学激光器相比，缺乏 X 射线反射镜要求 XFEL 在单次通过中放大辐射，需要数十或数百米长的波荡器才能产生明亮的飞秒 X 射线脉冲。在此，我们提出了一种新的超快相干光源，基于激光从微米尺度等离子体中由相对论带电粒子束驱动的相对论镜反射。我们表明，毫焦耳级激光脉冲从此类镜子反射可以产生明亮、相干且带宽可调的阿秒 X 射线脉冲，其峰值强度和光谱亮度与 XFEL 相当。此外，我们发现束驱动相对论镜具有极高的鲁棒性，其激光诱导损伤阈值比固态组件高出至少两个数量级。我们的结果为明亮相干阿秒 X 射线脉冲的产生提供了一种新途径，适用于基础物理学、生物学和化学中的独特应用。
引用
@article{arxiv.2403.03277,
title = {Bright coherent attosecond X-ray pulses from beam-driven relativistic mirrors},
author = {Marcel Lamač and Petr Valenta and Jaroslav Nejdl and Uddhab Chaulagain and Tae Moon Jeong and Sergei Vladimirovich Bulanov},
journal= {arXiv preprint arXiv:2403.03277},
year = {2026}
}