Сверхбыстрое разрешение: ученые добились его с помощью рентгеновских лазеров на свободных электронах

Инсайт форум  познаний служит для обсуждения проблем экологии, науки, здоровья, питания, кулинарии.

В Аргоннской Национальной лаборатории группа ученых разработала уникальный метод, который улучшает существующее сверхбыстрое временное разрешение до невероятных возможностей. Для этого инженеры использовали рентгеновские лазеры на свободных электронах. Новый уникальный метод назвали прорывом в современной технологии, который способен разрабатывать новые материалы и создавать эффективные химические процессы.

 

 

Новое устройство получило название XFEL. Это невероятно мощная комбинация ускорителя частиц и лазерной технологии. Она способна производить высокояркие и сверхкороткие импульсы рентгеновского излучения для научных исследований. По словам физика Жиля Думи, новый метод, разработанный учеными, значительно ускоряет все ранее существовавшие в этом направлении процессы.

Устройство имеет широкий потенциал к применению. С его помощью ученые могут зафиксировать сложные биологические процессы, которые считаются основой жизненных начал, но которые меняются с течением времени до того момента, пока рентгеновские лучи не разрушат изучаемые образцы. Именно эти лучи в химии и физике способны дать объяснения многим быстрым процессам природы при выдержке всего в фемтосекунду. Они включают в себя образование и разрыв химических связей и колебания атомов на поверхности тонких пленок.

Использование рентгеновских лучей для такого изучение длится вот уже на протяжении десяти лет. Но ученые говорят, что есть минимальные временные масштабы, получить данные которых крайне сложно. Используя рентгеновский импульс, они вызывают реакцию в образце, и эта проблема называется временным джиттером. Это сравнимо с попыткой снять завершение гонки при затворе камеры, которая срабатывает каждый момент в последние 10 секунд.

Чтобы обойти эту проблему, ученые разработали новаторский метод, используя высокоточный подход, получивший название «аттосекундная полоса с указанием самих себя». В процессе распада рентгеновский импульс катапультирует атомные остовные электроны в образце с их места. Это приводит к их замене электронами во внешних оболочках атомов. Когда эти внешние электроны расслабляются, они выделяют энергию. В это время происходит испускание другого электрона - Оже.

Радиационное повреждение происходит как из-за интенсивного рентгеновского излучения, так и из-за продолжающейся эмиссии оже-электронов, которые могут быстро разрушить образец. Под воздействием рентгеновского излучения атомы неона также испускают электроны, называемые фотоэлектронами. Воздействие на оба эти типа определяют конечную энергию в каждом из десятков тысяч отдельных измерений.

Последнее


ТОП недели


No Internet Connection