物理学家观察两个红外光子的能量，居然转移到一个X射线光子上

　　光线通常不会相互反应，除非你用特殊的晶体穿过它们。
　　研究人员现在已经成功地将红外线和 X 射线引入到一种新型的相互作用中。
　　在这个过程中，两个红外光子将它们的能量转移到一个 X 射线光子上，并在晶体材料中触发一个原本＂禁止＂的电子跃迁。
　　这种＂四波混合过程＂为光与物质的相互作用提供了新的见解。
　　在一种特殊晶体的帮助下，研究人员已经使来自红外线和 X 射线的激光束相互作用
　　与星球大战电影中虚构的光剑不同，光束通常不会相互影响。
　　当两束激光相遇时，什么也没有发生。
　　光线不会相互反应。
　　但是，如果你通过特殊晶体发送激光束，情况就不同了。
　　然后光与物质的相互作用可以导致光粒子也相互作用。
　　这种效应构成了非线性光学的基础，例如，用于产生特定频率的激光束或特殊形式的光谱。
　　然而，到目前为止，这些波混合物主要达到了可见光和红外光范围。 两束激光的相互作用
　　由柏林 Max Born 非线性光学和短脉冲光谱研究所的 Horst Rottke 领导的一个团队现在成功地诱导了红外线和 X 射线辐射之间的这种相互作用。
　　为此，他们允许软 X 射线和红外辐射的超短激光脉冲在由氟化锂 (LiF) 制成的单晶中碰撞。
　　事实证明，周围晶体的影响导致两种不同的激光束相互作用。
　　物理学家观察了两个红外光子的能量如何转移到一个 X 射线光子上。
　　这会改变波长，从而改变 X 射线的＂颜色＂。 电子的＂禁止＂跃迁
　　更详细的分析表明，这是一个所谓的三阶非线性过程，一种从未在 X 射线中检测到的相互作用。
　　这种共振四波混合只有在锂原子最内层的电子通过能量吸收进入特殊激发态时才会发生。
　　内壳电子的这种＂禁止＂跃迁导致电子与它留下的空位紧密耦合。
　　＂只有当激发的电子位于它留下的空穴附近时，我们才能观察到四波混合信号，＂来自汉堡德国电子同步加速器 DESY 的合著者 Robin Engel 说。
　　＂因为我们使用了特定颜色的 X 射线，我们知道这个洞非常靠近锂原子的原子核。＂ 适用于光化学和光伏
　　这种相互作用的证明不仅对基础研究很有趣，而且具有非常现实的意义。
　　因为这种波混合过程使研究人员能够通过光谱研究样品电子结构的微妙之处。
　　由于 X 射线具有更高的能量，因此也可以激发靠近材料原子核的电子，因此可能会有特殊的见解。
　　＂由于我们对 X 射线激光器的波混合光谱方法可以扩展到更高的光子能量，因此可以选择性地激发元素周期表中许多不同类型的原子，＂Rottke 的同事 Daniel Schick 解释说。
　　＂因此，我们预计未来将有可能追踪电子在更复杂材料的不同原子上的短期存在，这将为这些重要过程提供新的见解。＂
　　这些见解对于光化学反应、光伏或太阳能辅助生产合成燃料等应用非常重要。
　　参考资料：
　　科学进展，2022；
　　Just a moment... www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abn5127