|  | 5 февраля 2012 | Новости науки и техники

Создан первый в мире газовый рентгеновский лазер.

Излучение фотона атомом неона


Ученые из Национальной лаборатории SLAC National Accelerator Laboratory американского Министерства энергетики создали первый в мире "атомный", т.е. газовый рентгеновский лазер, способный излучать неимоверно короткие импульсы чистого рентгеновского излучения практически одной длины волны. Возможность создания подобного лазера была предречена еще 45 лет назад, но до сих пор никому не удавалось воплотить это на практике. Новый рентгеновский лазер представляет собой капсулу, заполненную неоном, которую облучают импульсами рентгеновского излучения рентгеновского лазера Linac Coherent Light Source (LCLS). Уникальные характеристики рентгеновского излучения, получаемого с помощью нового лазера, позволят "открыть двери" совершенно новым видам научных исследований и экспериментов, проведение которых ранее было просто невозможным.

"Рентгеновские лучи позволяют нам заглядывать в микроскопический мир атомов и молекул" - рассказывает Нина Рорингер (Nina Rohringer), ученый-физик из института Макса Планка, Гамбург, Германия. - "Использование нового лазера и его уникального излучения позволят исследователям вживую увидеть процессы, происходящие при химических реакциях, и наблюдать за "работой" органических молекул внутри живых организмов. Чем короче импульсы излучения, тем более быстрые изменения мы сможем увидеть, чем больше чистота, монохроматичность излучения, тем большую разрешающую способность мы сможем получить".

Хотя и LCLS, и капсула с неоном являются рентгеновскими лазерами, они действуют на совершенно различных принципах. В лазере LCLS рентгеновское излучение получается в результате столкновений с мишенью высокоэнергетических электронов, разогнанных в линейном ускорителе до огромной скорости. Рентгеновское излучение, получаемое таким образом, содержит все составляющие рентгеновского спектра и имеет произвольную поляризацию излучения. Газовый рентгеновский лазер, использующий капсулу с неоном, работает на тех же принципах, как и обычные газовые лазеры. Возбужденные излучением лазера LCLS электроны атомов неона, переходя с более высокой орбиты на более низкую орбиту, излучают фотон рентгеновского излучения, этот фотон, проходя мимо соседних атомов неона, провоцирует цепную реакцию, в результате чего первый фотон "усиливается" в 200 миллионов раз. При этом, все фотоны света имеют одинаковую поляризацию и длину волны.

Принципы создания атомного рентгеновского лазера были опубликованы в 1967 году. Но до 2009 года, до того момента, когда в строй вступил рентгеновский лазер LCLS, в мире не существовало источников рентгеновского излучения достаточной мощности для создания газового рентгеновского лазера.

В настоящее время длительность импульса рентгеновского газового лазера в восемь раз короче, чем длительность импульса накачки, импульса лазера LCLS. Это позволит ученым зафиксировать события, длительностью в несколько квадрильонных долей секунды. В будущих экспериментах ученые постараются еще уменьшить длительность импульса газового рентгеновского лазера, используя капсулы, наполненные кислородом, азотом или парами серы.




Ключевые слова:
Фотон, Рентген, Излучение, Лазер, Электрон, Энергия, Ускоритель, Газ, Неон, Импульс, LCLS

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Самый мощный и быстрый в мире рентгеновский лазер получает кардинальный апг ...
  • Создан лазер, генерирующий излучение с рекордно короткой на сегодняшний ден ...
  • Машины-монстры: Стремительный видео-вояж сквозь недра самого в мире мощного ...
  • Ученые получили образцы "звездного вещества" в лаборатории на Земле.
  • Рентгеновский лазер высветил чудеса микромира.




  • Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.