在一项旨在重新定义 X 射线生成技术的开创性研究中，新加坡南洋理工大学的研究人员与全球机构合作，研究一种生成 X 射线的新方法。 这种技术植根于电子的量子波性质，显着放大了轫致辐射X射线的强度，这是一种当电子被原子核偏转时发生的辐射。 这一发现不仅是一项科学研究，而且是医学、工业和科学研究变革性应用的潜在预兆。
这项研究的内在科学。
轫致辐射，字面意思是“强韧的诱导辐射”，一个多世纪以来一直是X射线生产的基石。 其应用范围广泛，从医学成像到半导体检测，其应用范围广泛且重要。 然而，该方法的发射光谱宽且无聚焦，这限制了其性能。 由南洋理工大学电气与电子工程学院助理教授Wong Liang Jie领导的团队的突破改变了这一点。
量子力学对此做出了贡献。
这一进展的关键是塑造电子波函数。 通过将这种波函数与石墨烯等材料的原子结构对齐，研究人员将X射线的强度提高了三个数量级以上。 这种基于量子电动力学原理（QED）的量子干涉方法超越了传统的空间重叠方法，将电子-光相互作用的调控提升到了一个新的水平。
突破背后的技术。
这种技术上的飞跃是通过细致的计算机模拟实现的，这些模拟了电子与专门创建的相位板的相互作用。 这种设置改变了电子的轨迹，产生了一种波型，增加了电子-原子碰撞的可能性。 结果是发射的X射线强度显着增加。
该研究的发现挑战了先前存在的理论，发现轫致辐射的强度和发射模式不能仅仅归因于电子和原子中心之间的空间重叠。 相反，它们是电子相位和空间分布的复杂相互作用，由QED的基础决定。
潜在的应用是广泛的。
1.医学成像：增强的 X 射线可以带来更精确和详细的诊断成像，有助于早期疾病检测和更有针对性的技术。 这项技术还可以彻底改变癌症的辐射**，从而实现更有针对性和更有效的方法。
2.半导体制造：在半导体行业，检测最微小的缺陷至关重要，这些增强的 X 射线可以在芯片检测中提供前所未有的精度。
3.科学研究：对于研究人员来说，这种方法为在分子或原子水平上研究材料开辟了新的途径，有可能加速各个科学领域的发现。
4.其他行业应用：在广泛的行业中，无损检测可以显著提高准确性和效率，确保部件和产品的质量和安全性更好。
挑战和未来前景。
虽然该研究主要依赖于计算机模拟，但该团队准备通过实验设置来验证这些发现。 预期的结果是一种新的紧凑、高强度的X射线源，取代了目前笨重且效率较低的系统。
将这项技术应用于实际应用带来了挑战。 将电子波函数操纵到如此精确的程度是一项技术上艰巨的任务。 然而，电子波整形技术的进步和新方面的发展正在迅速发展，使这种未来技术更接近现实。
此外，该研究为在材料中使用较重的原子元素（如过渡金属硫族化合物）进一步放大X射线强度铺平了道路。 这在X射线束的强度和焦点方面开辟了更多的可能性。
结论。 
南洋理工大学的这项研究标志着X射线生成技术的一个重要里程碑。 通过利用量子力学原理，它预示着更密集、更集中、更通用的 X 射线应用的新时代。 随着这项技术从模拟领域发展到实际应用，有望彻底改变医疗保健、制造和科学研究等多个领域，这与黄助理教授所表达的观点相呼应：“我们相信，随着电子波整形技术的快速发展，我们提出的机制可以完全实现密集和高度可调的桌面X射线技术。 ”