Американці сконструювали компактне джерело синхротронного випромінювання

Група фізиків та інженерів із США сконструювала компактне джерело синхротронного випромінювання, яке здатне видавати пучок квантів з енергіями до одного мегаелектронвольта і може розміститися на столі, Nature.

Причому рентгенівське випромінювання виникає внаслідок взаємодії лазерного імпульсу зі струменем газу. Потужність лазера в імпульсному режимі складає 100 тераелектронвольт. Це дозволяє давати імпульс, який іонізує газ і вибиває з утвореної плазми електрони.

Після цього моменту установка працює як лазерний прискорювач, а потім пучок частинок потрапляє під ще один промінь, отриманий тим самим лазером.

Під час випробувань, при взаємодії електронів ( вибитих з атомів і прискорених першим променем) із лазерним випромінюванням спостерігався зворотний ефект Комптона: кванти світла відбивалися від електронів і отримували частину їхньої енергії.

Електрони гальмувалися, а світло з довжиною хвилі 800 нанометрів (фактично це було ближнє інфрачервоне випромінювання) перетворювалося на рентгенівське випромінювання. Варіюючи параметри лазерних імпульсів, фізики могли контролювати частоту свого пристрою: рентгенівські кванти на виході мали енергію від 70 кілоелектронвольт до одного мегаелектронвольта.

Наголосимо, що навіть разом із лазером установка значно менша від імпульсного рентгенівського джерела у Ліверморській національній лабораторії, яке використовує синхротронне випромінювання.

Причому нове джерело дає в кожному імпульсі у десять разів більше фотонів, а імпульси у сто разів коротші: підсумкове збільшення яскравості досягає тисячі разів.

Короткі і яскраві імпульси, як вважають дослідники, знайдуть застосування в дослідженнях механізму хімічних реакцій, де окремі рентгенівські спалахи дозволяють побачити молекули безпосередньо у момент взаємодії один з одним.

Нагадаємо, минулого року міжнародний колектив фізиків розробив настільний рентгенівський лазер, який можна застосовувати для біологічних, фізичних та інших наукових досліджень.