Фізики помістили аналог синхротрона на двох столах

Американським фізикам вдалося створити джерело високоякісних рентгенівських імпульсів відносно невеликого розміру. Стаття учених опублікована в журналі Nature Physics, а її короткий виклад наводить Nature News.
В даний час для отримання високоякісного рентгенівського випромінювання використовуються синхротрони. У цих прискорювачах елементарних частинок джерелами рентгенівського випромінювання є рухомі електрони. Проте подібні джерела займають дуже багато місця і коштують украй дорого. Наприклад, довжина кільця відносно невеликого британського прискорювача ISIS складає 163 метри.
В рамках нової роботи джерелом рентгенівського випромінювання також виступали електрони. Учені опромінювали 37-фемтосекундними (1 фемтосекунда = 10-15 секунд) лазерними імпульсами зразок водню. В результаті атоми газу втрачали електрони. Після того, як імпульс проходив, електрони спрямовувалися назад до позитивно заряджених іонів. При цьому вони не відразу поверталися до складу атомів, а якийсь час коливалися навколо іонів.
В результаті спільної роботи великої кількості таких "маятників" виникала електромагнітна хвиля, яка відносила частину електронів. За словами дослідників, цей процес нагадує "серфінг, де роль серферів виконують електрони". На виході електрони проходили спеціальні магнітні лінзи, після чого знову потрапляли під дію лазерних імпульсів. Імпульси знову примушували елементарні частинки коливатися, причому електрони випускали рентгенівське випромінювання низької енергії з довжиною хвилі 18 нанометрів. Випромінювання, що виникає при цьому, виявлялося дуже високої якості.
За словами учених, сама установка для отримання випромінювання займає один великий стіл. Разом з необхідними лазерними джерелами новий пристрій поміщається на двох столах, що все одно значно менше розміру типового циклотрона. При цьому новий пристрій ще не готовий прийти на заміну існуючим джерелам рентгенівського випромінювання. Річ у тому, що працюючий прототип проводить тільки короткі імпульси, проте учені сподіваються, що в майбутньому цю проблему буде вирішено.
В даний час яскраві джерела рентгенівського випромінювання використовуються в багатьох розділах науки. Наприклад, для з'ясування просторової структури матеріалів дослідники опромінюють зразки і аналізують дифракційну картину.

Источник: Хрещатик - Київська мунiципальна газета | Прочитать на источнике