近日，科研人员首次报告了电子在液态水中实时运动的情况。这开辟了一个全新的实验物理学领域，有助于研究由辐射诱导过程产生的反应性物质的起源和进化。相关论文发表于《科学》。
美国能源部国家实验室联合德国科研人员，在美国加州直线加速器相干光源上使用了阿秒X射线脉冲，在一项类似于定格摄影的实验中，拍摄了电子的能量运动，以及它在液态水样本中环绕更大原子的运动。这项研究开发的技术——液体中的全X射线阿秒瞬态吸收光谱，使科研人员能够在体积更大的原子核移动之前，观察到被X射线激发的电子进入激发态的过程。
这项研究为了解液相分子的电子结构提供了一个新窗口，揭示了当物质受到X射线照射时的即时电子反应。作者表示，新技术可以研究辐射诱导过程，如太空旅行、癌症治疗、核反应堆和遗留废物产生的活性物种的起源和演变。
这项研究还解决了一个长期存在的科学争论，即在以前实验中观测到的X射线信号是否为水或氢原子动态的不同结构模式的结果，最终的答案是否定的。科研人员将此研究视为阿秒科学全新方向的开端。除了液态水外，新技术还可用于研究特定的浓缩溶液，这是他们下一个阶段的研究目标。
原标题：科学家报告电子在液态水中的实时运动