当被称为光子的光粒子撞击构成物质的原子中的电子时，光就会散射。这就是为什么物体实际上是可见的。但现在，内布拉斯加大学林肯分校的科学家们创造出了地球上最亮的光，并发现在这些能量下，当物质被照亮时，会发生一些令人兴奋的事情，这可能对医疗保健和安全做出巨大贡献。伊兹·克拉克(Izzie Clarke)向唐纳德·乌姆斯特拉特(Donald Umstradter)讲述了他制作的光源，以及当光源照亮某些东西时会发生什么……
唐纳德:它的亮度大约是太阳表面的十亿倍。就电力而言，它拥有地球上所有电网的电力，但它只会持续很短的时间。为了获得高亮度，你需要把光的能量集中在一个非常小的点上。我们把它聚焦在一个直径只有百万分之一米的区域。我们每单位面积产生的光子是地球上有史以来最多的。
伊兹-唐纳德和他的团队在激光系统中将短脉冲光放大到高能量。这使得这盏灯的功率很高，相当于一万亿个灯泡。但这只持续了很短的一段时间。将这些能量集中在一个小点上，使光变得非常明亮，强度很高。下一步是把这种极亮的光对准一个微小的目标——一个电子……但是怎么做呢?
唐纳德:我们用的是一面曲面镜子。我们称它为抛物面反射器，它能让光线聚焦在一定距离外。
伊兹-这些抛物面镜与射电望远镜中使用的类似。观察光与物质的相互作用是物理学的一个基本部分。在典型情况下，当灯泡或太阳发出的光照射到物体表面时，会被一个电子散射，这就是使视觉成为可能的原因。
在标准亮度的光线下，无论光线有多亮，电子都会以与击中电子之前相同的角度和能量散射光子。然而，唐纳德的团队发现，超过一定的阈值，激光的亮度改变了散射光的特性……
Donald——电子对这种更亮的光的反应是发出一种比原来的光能量大得多的新光。能量足够高，我们可以称之为x射线。
伊兹:这种现象部分源于电子运动的变化，它放弃了通常的上下运动，转而采用8字形模式。人们发现，射出的光子吸收了入射光子的能量，使其具有x射线的能量和波长。虽然这个理论已经存在了几十年，但光中的这种行为从未被记录在案。让我们进一步分析一下……
想象一下，你的厨房里有一个调光开关。在低亮度下，你的桌子会显得很暗，但当你打开开关时，它会变得更亮，更明显。这就是我们用标准光线看东西时发生的情况。但是，假设一下，如果你的调光开关控制着这超亮的光，就好像你的桌子会突然消失一样。从桌子散射回来的光波变成了我们看不见的x射线。但是，x射线扫描仪当然可以……
唐纳德:你在医院得到的典型的x射线更像一个灯泡，而不是激光，所以它产生所有频率的x射线，它产生所有不同角度的x射线，大多数x射线都被浪费了。x光也会致癌，所以剂量必须控制在一定水平以下。事实证明，我们所产生的x射线，能以低十倍的剂量产生高质量的图像，所以它们更安全，质量也更好。
伊兹- x射线也用于安检。有没有可能我们也可以用x光来提高安全性?
唐纳德:我们已经证明，我们用这种方法产生的x射线可以穿透很厚的钢铁，并且仍然能很好地显示钢铁背后隐藏的东西。人们非常担心核材料可能会通过货物集装箱运输，因此能够以快速和非破坏性的方式检查货物集装箱是否存在这种威胁是非常重要的，这就是我们用x射线源证明的。
评论
添加注释