利用 X 射线自由电子激光的直接与次级核激发

从理论上研究了 X 射线自由电子激光与固态核靶相互作用时产生的直接与次级核激发。在共振能量驱动下，X 射线自由电子激光可以产生直接光激发。然而，该相互作用中的主导过程是光电效应，它产生一种冷且极其致密的等离子体，在其中也可能发生诸如电子俘获核激发等次级过程。我们建立了一个现实的理论模型，以量化等离子体的时间动力学及其内部次级激发的幅度。数值结果表明，根据核跃迁能量以及等离子体中达到的温度和电荷态，电子俘获次级核激发可能比直接光激发高出几个数量级（如 $^{93}$Mo 同核异能态的 4.8 keV 跃迁），也可能可以忽略不计（如 $^{57}\mathrm{Fe}$ 的 14.4 keV M"ossbauer 跃迁）。这些发现对于未来在 X 射线自由电子激光装置上进行的核量子光学实验最为相关。