近日，科研人員首次報告了電子在液態(tài)水中實時運動的情況。這開辟了一個全新的實驗物理學領域，有助于研究由輻射誘導過程產(chǎn)生的反應性物質的起源和進化。相關論文發(fā)表于《科學》。

美國能源部國家實驗室聯(lián)合德國科研人員，在美國加州直線加速器相干光源上使用了阿秒X射線脈沖，在一項類似于定格攝影的實驗中，拍攝了電子的能量運動，以及它在液態(tài)水樣本中環(huán)繞更大原子的運動。這項研究開發(fā)的技術——液體中的全X射線阿秒瞬態(tài)吸收光譜，使科研人員能夠在體積更大的原子核移動之前，觀察到被X射線激發(fā)的電子進入激發(fā)態(tài)的過程。

這項研究為了解液相分子的電子結構提供了一個新窗口，揭示了當物質受到X射線照射時的即時電子反應。作者表示，新技術可以研究輻射誘導過程，如太空旅行、癌癥治療、核反應堆和遺留廢物產(chǎn)生的活性物種的起源和演變。

這項研究還解決了一個長期存在的科學爭論，即在以前實驗中觀測到的X射線信號是否為水或氫原子動態(tài)的不同結構模式的結果，最終的答案是否定的。科研人員將此研究視為阿秒科學全新方向的開端。除了液態(tài)水外，新技術還可用于研究特定的濃縮溶液，這是他們下一個階段的研究目標。

相關論文信息：https://doi.org/10.1126/science.adn6059