让少电子脉冲发挥作用

https://www.dprenvip.com/wp-content/uploads/2025/10/large.png通过用飞秒激光脉冲照射电子显微镜的电子源（一个尖锐的金属尖端），可使电子显微镜发射出超短电子束。由于电子带负电，被逐出的电子会相互排斥，导致其能量分散，进而降低显微镜的对比度和分辨率。2023 年，德国马克斯·普朗克多学科科学研究所的鲁道夫·海因德尔及其合作者表明，对于少数电子而言，每个电子的能量都能与其他电子清晰区分。如今，同一团队更进一步，绘制出相互作用在能量和时间维度的影响，甚至能以阿秒尺度用光对其进行控制。

对多对电子测量得到的两个电子之间的时间和能量差异可绘制成二维相空间。为绘制该相空间，海因德尔及其合作者在电子显微镜的腔室内安装了一个硅膜。用激光脉冲轰击该膜会产生光学近场，电子穿过时会被散射。通过能量滤波器测量电子，就能揭示哪些电子被激光击中。研究人员改变产生电子的脉冲与散射电子的脉冲之间的时间，以测量它们的联合能量 – 时间结构。结果是，对于每一对电子，他们都能测量出较慢电子与较快电子之间的延迟（以飞秒为单位）。

接下来，研究人员使用一个更长的激光脉冲覆盖两个电子，在两个电子上印刻固定的光学相位。这一策略在阿秒时间尺度上使电子对同步，朝着控制自由电子动力学迈出重要一步。这种控制可能会推动电子显微镜、量子技术和超快电子学的发展。