2006年11月14日
采用独特的软x射线自由电子激光谜底在汉堡，一个国际科学家团队通过使用一种极短而强烈的激光拍摄非晶体样品的高分辨率衍射图像，实现了世界首例。“闪光衍射成像”的首次成功应用——于2006年11月12日在线发表在《自然物理学》杂志上——开启了从材料到分子科学的结构研究的新时代。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球该实验表明，在不久的将来，纳米粒子甚至是大的单个大分子——病毒或细胞——的图像可能会通过单个超短高强度激光脉冲获得。欧洲杯猜球平台这将为研究纳米颗粒(包括大型生物分子)的结构和动力学提供独特的可能性，而不需要像传统x射线结构分析那样需要结晶。欧洲杯猜球平台
“在DESY的新FLASH自由电子激光器中验证的实验原理有望在许多科学领域带来结构研究的革命，包括需要非常高的时空分辨率的生命科学，”DESY研究主任和论文合著者Jochen Schneider教授说。欧洲杯线上买球“作为唯一的软x射线激光器，FLASH提供了持续时间仅为25飞秒的非常明亮的相干脉冲，是世界上第一个允许这种和其他原理证明实验的辐射源。由于在DESY的开创性努力，FLASH也是该领域第一个可用于广泛科学社区的用户设施。当硬x射线激光器可用时，这里演示的“无透镜”单次成像技术可以扩展到原子分辨率。这项实验是由加州大学的亨利·查普曼教授和乌普萨拉大学的亚诺斯·哈伊杜教授领导的国际合作项目完成的，他们对硬x射线自由电子激光器的革命性实验机会寄予了很高的希望，比如加州斯坦福大学正在建造的直线加速器相干光源LCLS，或者汉堡的欧洲XFEL设施。”
成像实验常常受到辐射损伤的限制，即用于生成图像的辐射会破坏正在研究的样品。这是生命科学成像的一个严重限制。欧洲杯线上买球“然而，有一种方法可以绕过这个问题，”Janos Hajdu解释道。“取图像的速度要比相关的损伤过程快。”此外，这种想法不需要将大分子结晶以获得有关其结构的有用信息。在单次发射衍射成像中，只需要一个单独的分子组合，通过将一个超短的、极其强烈的x射线激光脉冲对准它，就可以获得衍射图案。理论研究预测，从非晶体物体中获得这样的衍射图案是可能的。“然而，有两个大问题，”Hajdu说。“在样本被x射线变成等离子体之前，单个自由电子激光脉冲能记录下可解释的图像吗?”衍射图案真的能在物体被破坏之前携带关于物体的结构信息吗? In our experiment, we were able to verify these possibilities for the first time.”
在FLASH实验中，研究人员在一个测试样本上定向一个波长为32纳米、持续时间仅为25飞秒的非常强烈的自由电子激光脉冲，一个3微米宽的图案被切割到薄膜上的薄膜。激光脉冲的能量将样品加热到大约60000开尔文，使其蒸发。然而，国际科学家小组能够在样品被破坏之前记录下可解释的衍射图案。通过相位检索和衍射图反演得到的图像没有明显的损伤迹象，二维测试对象可以重构到探测器的分辨率极限。只有在超短脉冲穿过样品后才会发生损伤。
为了把图像从大分子原子分辨率,这样的实验必须使用辐射更短的波长,即之类的硬x射线的生产从2009年在斯坦福大学,由拼箱或由欧洲x射线激光XFEL在汉堡,由于2013年操作。由于在FLASH中演示的方法不需要任何成像光学，它可以扩展到这些硬x射线系统，目前没有透镜存在。
FLASH是DESY的一种自由电子激光器，于2004年投入使用，自2005年以来一直用于短波紫外线和软x射线辐射的研究。260米长的设施首先被称为VUV-FEL(真空紫外自由电子激光器)，并在2006年4月更名为FLASH(汉堡自由电子激光器)。在查普曼和Hajdu团队进行闪光衍射实验的第一个测量周期中，该设备已经保持了自由电子激光最短波长的世界纪录，脉冲长度为32纳米。在2006年，它的波长达到了新的记录，只有13.1纳米，而强烈的所谓的三次谐波辐射达到了4.4纳米。FLASH将在2007年进一步扩展，允许光子能量进一步增加到6纳米的设计值。除了用于光子科学的研究，FLASH还作为欧洲x射线自由电子激光器XFEL的试点设施，欧洲杯线上买球该项目将于2007年开始建设。
这一单次成像实验是由34名来自以下国家的科学家组成的国际团队进行的:
- 德国电子同步加速器DESY
- Spiller x射线光学，美国
- 美国斯坦福直线加速器中心斯坦福同步辐射实验室
- Technische Universität柏林，德国
- 加州大学戴维斯分校，美国
- 加州大学劳伦斯利弗莫尔国家实验室，美国
- 瑞典乌普萨拉大学