转载 | 新型超导X射线探测器灵敏度提升1000倍
欧洲首个基于超导跃迁边缘传感器（TES）的X射线光谱仪已在德国BESSY II同步辐射设施投入运行，其光子探测效率比传统波长色散型X射线发射光谱仪高出100到1000倍。这一突破为材料科学开辟了全新的研究前沿。
传统的X射线发射光谱（XES）和共振非弹性X射线散射（RIXS）实验因需要大量光子，一直被局限于高浓度样品和块体材料。而新型TES阵列探测器由248个传感器组成，在冷却至25毫开尔文的超导状态下工作。当X射线与样品相互作用后，样品发射的光子击中传感器，会引起温度的微小升高，从而破坏超导状态并改变电阻，这一变化由超导量子干涉器件（SQUID）阵列精确测量。
研究人员表示，这一超高灵敏度使得此前难以甚至不可能进行的实验成为现实：包括原子层厚度的二维材料、纳米结构、以及极低浓度原子和分子样品的电子性质研究。同时，一些原本需要数小时的实验现在仅需几分钟即可完成。
TES光谱仪最初是为天体物理学应用而设计的。在此之前，全球仅有5台同类仪器在X射线设施运行（美国4台、日本1台），BESSY II如今是欧洲唯一拥有该设备的同步辐射设施。该仪器目前已向科学界开放研究提案申请，并计划未来升级磁场环境下的测量能力。