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　　原子是由原子核和軌道電子構(gòu)成，使用高能粒子轟擊原子時(shí)，可以電離其內(nèi)層軌道電子，形成激發(fā)態(tài)的離子。在不同情況下，激發(fā)態(tài)離子會(huì)選擇不同的退激方式。這些退激過(guò)程的研究與天體物理、大氣科學(xué)和生物物理等多個(gè)學(xué)科具有緊密關(guān)聯(lián)。  

　　通常情況下，孤立的激發(fā)態(tài)離子會(huì)通過(guò)俄歇衰變和光輻射兩種形式退激。但是，如果該離子處于其他原子分子所構(gòu)成的環(huán)境（如水溶液或細(xì)胞組織）中，它會(huì)與環(huán)境發(fā)生能量傳遞，從而產(chǎn)生第三種奇異退激方式——原子間庫(kù)侖衰變（ICD）。研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)多種入射粒子可以直接誘導(dǎo)ICD過(guò)程。但是，入射粒子產(chǎn)生的次級(jí)電子能否再次誘導(dǎo)ICD過(guò)程，從而引起ICD的級(jí)聯(lián)放大效應(yīng)？目前尚不清楚。 

　　近期，近代物理所原子分子動(dòng)力學(xué)研究組科研人員利用新型的反應(yīng)顯微成像譜儀，可以高效探測(cè)低能電子和碎片離子，開(kāi)展了Ne團(tuán)簇的電子電離解離實(shí)驗(yàn)。研究發(fā)現(xiàn)，在動(dòng)能釋放(KER)與電子能量的二維符合譜中（如圖1所示），存在明顯的斜線結(jié)構(gòu)，這是ICD過(guò)程的指紋特征，因此是電子碰撞實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)ICD的直接證據(jù)。由此證明，不但入射粒子可以直接產(chǎn)生ICD過(guò)程，次級(jí)電子同樣可以誘導(dǎo)ICD過(guò)程。入射粒子在路徑上產(chǎn)生的次級(jí)電子，可以通過(guò)ICD逐步降低能量，因此，ICD過(guò)程是獨(dú)立于非彈性散射外的一種新的電子能量沉積方式。 

　　同時(shí)，科研人員發(fā)現(xiàn)，對(duì)于嵌在環(huán)境中的激發(fā)態(tài)Ne⁺離子，ICD是其退激的最主要方式，其所釋放的ICD電子全部集中在0—2 eV的低能區(qū)域，且其產(chǎn)額占低能電子總產(chǎn)額的80%以上（如圖2所示），這表明ICD是非常高效的低能電子源。由于低能電子的貼附解離是誘導(dǎo)DNA雙鏈斷裂的主要途徑，ICD效應(yīng)將會(huì)在生物輻射損傷研究和建模方面有非常重要的應(yīng)用價(jià)值。 

　　此項(xiàng)研究得到了科技部重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃和國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目的支持。成果發(fā)表在Physical Review A(Rapid Communication)97(2018)010701。文章鏈接： 

　　https://journals.aps.org/pra/abstract/10.1103/PhysRevA.97.010701。 

圖1：Ne₂團(tuán)簇碎裂的動(dòng)能釋放與電子能量二維符合譜，其中的斜線結(jié)構(gòu)是ICD出現(xiàn)的直接證據(jù)。