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突破性發現!科學家首度即時捕捉原子形成團簇的瞬間

奧地利格拉茲科技大學實驗物理研究所的馬庫斯·科赫教授團隊,最近開發出一項革命性的研究方法,利用超流體氦滴與超短脈衝雷射技術,首次成功即時觀測到單個原子如何聚整合團簇的完整過程。這項突破刊登在頂尖期刊《通訊化學》,為化學鍵形成過程中的能量與電荷轉移機制帶來全新見解。

研究團隊採用創新的「超冷奈米冰箱」技術,將鎂原子隔離在僅0.4開爾文(約攝氏零下272.75度)的超低溫環境中,原子間距維持在百萬分之一毫米。負責實驗操作的博士生麥可·史塔德霍費爾說明:「這種配置讓我們能精準控制雷射脈衝觸發團簇形成,並以飛秒級時間解析度進行全程追蹤。」

透過光電子與光離子譜學技術,團隊發現了關鍵的「能量池化」現象——當多個鎂原子結合時,會將從雷射脈衝獲得的激發能量集中轉移至單一原子,使其達到更高能階。科赫教授強調:「這是學界首次以時間解析度證實能量池化過程,對理解光醫學與太陽能利用等領域的能量轉移機制具有重要意義。」

這項研究獲得奧地利科學基金會、德國研究聯合會等多個機構支援。團隊期待這項技術能拓展至更多元素研究,成為基礎科學研究的通用方法論,為量子計算、新材料開發等領域開闢新途徑。