想象一下，能够观察化学反应或材料在变化和对环境作出反应时的内部运作——这就是研究人员可以使用美国能源部 SLAC 国家加速器实验室的直线加速器相干光源 (LCLS) 上的高速“电子相机”——兆电子伏特超快电子衍射 (MeV-UED) 仪器来实现的事情。

现在，在两项新的研究中，来自 SLAC、斯坦福大学和其他机构的研究人员已经找到了如何更准确、更高效地捕捉这些微小的超快细节的方法。

在最近发表在《结构动力学》上的第一项研究中，一个团队发明了一种提高电子相机时间分辨率的技术。

在发表于《自然通讯》的第二项研究中，研究人员训练并使用人工智能(AI)来调整 MeV-UED 电子束，并使其满足各种实验需求。

SLAC 副科学家、两篇论文的合著者 Mohamed Othman 表示：“这些影响对于推进 SLAC 电子加速器的光束仪器和诊断技术具有深远意义，并将为以前所未有的精度探索新效应开辟新领域。”

时机就是一切

化学反应发生得很快——有时关键事件发生在百万分之一秒或飞秒内。捕捉这些飞秒事件属于超快科学领域，需要世界上最先进的科学仪器——如 MeV-UED 这样的仪器。

MeV-UED 通过用电子束撞击样品并记录电子穿过时材料中发生的情况来拍摄快照。结果就是一部分子电影，让科学家能够以超快的速度观察分子和原子的行为，并深入了解能源解决方案、创新新材料和药物等的关键过程。