利用 X 射线相衬成像提议对样品中超快电子运动进行成像
原子物理
2013-03-28 v1 介观与纳米尺度物理
原子与分子团簇
化学物理
摘要
追踪电子运动对于理解超快科学中的普遍现象具有巨大意义，例如复杂化学和生物过程中电子密度的动力学演化。利用超短 X 射线脉冲对电子波包进行散射，似乎是实时和实空间成像电子运动最显而易见的方法，其理念是这种远场区域的散射图样编码了波包的瞬时电子密度。然而，Dixit 等人 [Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., {\bf 109}, 11636 (2012)] 的最新结果对这一理念提出了质疑，表明远场区域的散射探测的是时空密度 - 密度关联。在此，我们提出了一种通过超快 X 射线{\em 相衬成像}来对波包瞬时电子密度进行成像的可能方法。此外，我们表明，困扰远场区域超快散射的非弹性散射过程，由于干涉效应，在超快 X 射线相衬成像中不会产生贡献。我们通过一个位于复杂分子和生物系统中价电子动力学时间和能量范围内的波包，阐述了我们的普遍发现。本工作提供了不仅对非稳态电子动力学的瞬时快照进行成像，而且对这些快照的拉普拉斯算子进行成像的潜力，后者可提供关于系统中复杂成键和电荷分布拓扑的信息。
引用
@article{arxiv.1302.6751,
title = {Proposed imaging of the ultrafast electronic motion in samples using x-ray phase-contrast},
author = {Gopal Dixit and Jan Malte Slowik and Robin Santra},
journal= {arXiv preprint arXiv:1302.6751},
year = {2013}
}
备注
12 pages, 2 figures, article accepted in Physical Review Letters (2013)