眾所周知，人們在利用激光切割金屬材料時，主要是由設備釋放出超強密度的激光束，該激光束通過光斑照射在金屬材料上，會使金屬迅速熔化、氣化或達到燃點。同時，與光束同軸的高速氣流將熔化或燃燒的材料迅速吹走，從而形成割縫。

　　但最近美國一項研究卻挑戰了我們以往的認知。來自美國能源部SLAC 國家加速器實驗室的研究團隊于近日通過實驗揭示了黃金在受到來自于高能激光脈沖時，產生了一些與以往不同的特殊行為。

　　實驗表明：部分材料(例如硅)在高能激光的激發下會迅速分解。然而，在某些特定條件下，黃金等金屬在受到強激光脈沖時，其結構反而會變得更加堅固，而非熔化。

　　這一現象主要歸因于聲子行為的變化，以及金原子振動方式的調整。這與半導體材料形成了鮮明對比，因為當半導體材料在加工過程中受到強激光照射時，它們往往會變得不穩定并發生熔化。

　　事實上幾十年來，通過模擬實驗一直表明是存在這種現象的可能性，這一現象稱為聲子硬化。現如今，美國能源部SLAC 國家加速器實驗室的研究人員使用SLAC 的直線加速器相干光源 (LCLS)揭示了這種聲子硬化。

　　他們在“極端條件下的物質”實驗室中，用光學激光脈沖瞄準金薄膜，然后使用 LCLS 的超快 X 射線脈沖拍攝材料反應的原子級快照，捕獲了金薄膜在極端實驗條件下對光學激光脈沖響應的原子級圖像。

　　通過細致觀察微妙的變化，并精確捕捉金原子聲子能量增加的瞬間，他們得以從高分辨率的視角深入探索金原子的世界，為聲子硬化現象提供了具體而確鑿的證據。

　　研究人員發現，當黃金吸收極高能量的激光脈沖時，金原子間的結合力會顯著增強。這種變化導致原子振動頻率加快，進而可能影響金的熔點和熱反應特性。

　　該實驗解決了有關金屬超快激發長期存在的問題，也說明了強激光可以完全改變晶格的響應。同時，理論預測得到實驗證實，也從側面表明了 SLAC 的直線加速器相干光源 (LCLS)在這些現象的測量上能達到驚人的程度，為材料科學研究的未來開辟了新的可能性。

　　當然，類似的現象也可能會發生在其他金屬中，例如銅、鉑和鋁。往后的研究也將有可能會揭示金屬應如何應對惡劣環境，這將有助于創造具有更高彈性的材料。從激光加工和材料制造的方面來說，通過原子水平去理解這兩大過程或將導致技術和材料的又一輪革新。