Как лазер, только лучше

лазер

Две исследовательских группы создали подобные лазеру пучки света в длинах волны короче, чем какой-либо лазер. Результаты, сообщил в Physical Review Letters (PRL) прошлой недели Мичиганской группы и в текущей проблеме Науки австрийской группой, продемонстрируйте, что длины волны рентгеновских лучей, достаточно короткие для живых клеток отображения, могут быть сгенерированы с настольной машиной, несмотря на то, что большой, многомиллионные средства обычно необходимы. «Это — очень новый метод, и это очень захватывающе», говорит физик Роджер Фальконе из Калифорнийского университета, Беркли.

Метод называют высоким гармоническим поколением, и даже при том, что это не технически лазер, это делает хорошую работу по подражанию тому. «Вы не знали бы, что не было лазера рентгеновских лучей там», говорят Маргарет Мурнэйн, Мичиганский университет, Анн-Арбор, физик, создавший в соавторстве бумагу PRL. Чтобы заставить их рентгеновские лучи сиять, бригада нацелила ультракороткие взрывы инфракрасного лазерного света в маленьком реактивном самолете газа гелия. Как весь свет, лазерный свет состоит из быстро колеблющихся электрических и магнитных полей. В этом случае электрическое поле лазера так интенсивно, и пульс, столь краткий, что это может раздеть электрон от атома гелия и хлопнуть им назад в единственном цикле колебания.

В его сильном воссоединении с его родительским атомом электрон испускает богатое энергией (рентгеновские лучи) фотон. Поскольку много близлежащих атомов в газе поражены колеблющимся лазерным лучом одновременно, испускаемые рентгеновские лучи являются последовательными — они колеблются на шаге — и появляются в качестве подобного лазеру луча.

Обе бригады кредитуют свой успех, чтобы лучше «накачать» лазерную технологию. Ференц Кросз, лидер бригады из Вены Технический университет в Австрии, говорит, что его группа достигла рентгеновских лучей 2,4 миллимикронов (нм) путем сокращения их лазерного пульса к 5 фемтосекундам. (Фемтосекунда является одной миллионной одной миллиардной секунды.) Мичиганская группа использовала пульс с 26 фемтосекундами для получения рентгеновских лучей на 2,7 нм. «Относительно физики в этих двух экспериментах нет ничего существенно нового», отмечает Кросз.

Но выплата могла быть большой. Генерацией последовательных рентгеновских лучей с длиной волны короче, чем 4,4 нм — в так называемом водном окне, где углерод абсорбирует лучше, чем вода — является «Святой Грааль в последовательном мягком исследовании рентгеновских лучей», говорит физик Нил Бернетт, университета Альберты в Канаде, соавторе научной работы, потому что это позволяет отображение живых клеток. Такое отображение было только сделано в больших средствах, таких как Lawrence Livermore National Lab в Калифорнии, управляющей лазером рентгеновских лучей, способным к увольнению только одного пульса каждые 20 минут или больше.

Эти новые настольные системы могут однажды позволить такие расследования еще в многих лабораториях по более низкой цене, и с более высокой частотой пульса, говорит Бернетт.


4 комментария

Добавить комментарий