草根影响力新视野   编译 钟艺

来源 https://www.livescience.com

World’s Brightest Laser Could Pave Way for Lower-Radiation X-Rays

图片来源：University of Nebraska-Lincoln

目前，世界上最强的激光器可以产生比太阳光亮度高10亿倍的光脉冲，将可见光转换成X光。这项新技术将帮助人们更好的了解事物真相，为多个领域的发展做出重要贡献。

6月26日在Nature Photonics杂志上发表的文章中，由物理学家唐纳德·乌姆斯塔特（Donald Umstadter）领导的内布拉斯加林肯大学的研究团队描述了他们最新研究成果——Diocles激光器。研究人员表示，由该激光器产生的X射线可能比目前的计算机断层扫描（CT）机器的危害小得多，并且能为人们提供更高分辨率的图像。

“通常，当我们用普通灯光照亮房间时，房间里的一切看起来并没有什么特殊。但是，如果用超强激光（激光亮度提高到一个更高的水平时）来照射房间，，人们看到的物体就不再是原来的样子，这是因为激光的散射过程发生了改变，从而导致你会看到“新的景象”。”研究人员介绍道。散射是一种过程，是指粒子击中其他粒子后偏离轨道。当激光亮度不大时，单个电子会散射出单个光子。然而，对于Diocles激光器而言，激光的光强度会达到新的最高值，每个电子会散射出大量光子。

由电子散射出的光子具有高能量，所以Diocles激光器发射出的激光可以变成含有超高能量的X射线。然而，即使具有一般X射线特性，但Diocles激光器发射出来的X射线与常规X射线相比具有其特殊性。普通的X射线是通过完全不同的机理产生的，它更像一个发出白光的灯泡，在其光束中含有所有的颜色，这也就意味著光线的连贯性就会受到影响。而激光通常只有一种颜色，它是一个非常窄的光束，光线连贯性会更好。所以，Diocles激光器的X射线比普通的X射线的穿透性更强，由它得出的图像分辨率要高得多。

基于Diocles激光器技术的成像系统将能够看到比传统X射线机更小的细节。例如，在医疗应用中，这能帮助医生在早期阶段就检测到组织（如癌症肿瘤）的变化。同时，研究人员还表示，使用Diocles激光器的X射线可以将辐射量降低10倍，这将降低被检查者发生癌症的风险。

Diocles激光器不仅能用于医疗成像，还能为材料研究、生物大分子研究，三维度量学提供更为廉价的光源，解决现有同步辐射光源数量少、排期难、费用高的问题。Diocles激光器产生的X射线还可以穿透极厚的钢板，因此这项技术有望对海关检验毒品武器走私等给予极大的帮助。