自由电子X射线辐射现象几乎完全通过经典电动力学处理，尽管其内在的相互作用属于量子电动力学范畴。量子效应的缺失源于电子能量和光子能量之间的巨大差异，使得量子效应在这种辐射中显得微不足道。为解决这个能量差异问题，来自以色列理工学院的Ido Kaminer及其团队发现了一种独特的电子辐射现象，该现象表现出极强的量子特征。在自由电子辐射过程中，当电子进行横向散射时，产生了与辐射光子纠缠的现象，显著改变了由晶体介导的自由电子辐射特性。该发现提供了开发紧凑型相干X射线源的新方向，并为纳米光子学和量子光学的应用奠定了基础。

文章要点：

 (1) 该研究提出了一种独特的自由电子辐射现象，表现出显著的量子特征。这种现象在自由电子横向散射时产生纠缠效应，改变了电子与辐射光子之间的相互作用。

 (2) 此外，研究还分析了检测该现象的条件，使用低发射电子束和高分辨率X射线光谱仪来观察这种量子辐射特征。该现象有望推动紧凑型相干X射线源的开发，并在纳米光子学和量子光学领域中找到应用。

参考资料：

Shi, X., Wong, L.W.W., Huang, S. et al. Transverse recoil imprinted on free-electron radiation. Nat Commun 15, 7803 (2024).

10.1038/s41467-024-52050-w
https://doi.org/10.1038/s41467-024-52050-w