Лента TH Новости Глобальные вызовы



Один миллиард солнц: создан и протестирован самый яркий лазер в мире

∴ 320

Благодаря фокусировке лазерного излучения яркостью в миллиард раз больше яркости Солнца (самого яркого света, когда-либо созданного на Земле) физики наблюдали изменения во взаимодействии между светом и веществом.

557

Эти изменения дали уникальные импульсы рентгеновского излучения с возможностью генерации изображений с очень высоким разрешением, полезных для медицинских, инженерных, научных и охранных целей. Выводы команды, подробно изложены 26 июня в журнале Nature Photonics, также должны помочь в будущих экспериментах с использованием высокоинтенсивных лазеров.

Дональд Умстадтер и его коллеги из Лаборатории экстремального света выпустили диоклевский лазер на электролитах, взвешенных с помощью гелия, для измерения того, как фотоны лазера (как частицы, так и волны света) рассеиваются от одного удара электрона.

В типичных условиях, когда свет от лампы или солнца ударяет по поверхности, это дает возможность видеть поверхность. Но электрон (отрицательно заряженная частица) обычно рассеивает только один фотон света за раз.
Используя самый яркий свет, когда-либо производившийся на планете, физики Университета Небраски-Линкольна получили рентгеновский снимок USB-накопителя сверхвысокого разрешения. Изображение показывает детали, не видимые с помощью обычной рентгенографии.

Хотя предыдущие лазерные эксперименты рассеяли несколько фотонов от одного и того же электрона, команде Умстадтера удалось рассеять почти 1000 фотонов за раз. При сверхвысоких интенсивностях, создаваемых лазером, как фотоны, так и электрон вели себя по-разному, не так, как обычно.

Когда у нас есть этот невероятно яркий свет, оказывается, что рассеяние, эта фундаментальная вещь, которая делает все видимым, коренным образом меняет природу вещей. [Объект] обычно становится ярче, но в остальном он выглядит так же, как при более низком уровне освещенности. Но здесь свет меняет [внешний вид объекта]. Свет падает под разными углами, с разными цветами, в зависимости от того, насколько он яркий.Дональд Умстадтер, профессор физики и астрономии.

Уникальные свойства этого рентгеновского снимка могут применяться несколькими способами, сказал Умстадтер. Его экстремальный, но узкий диапазон энергии, в сочетании с необычайно короткой продолжительностью, может помочь создать трехмерные изображения в наноскопическом масштабе, уменьшая дозу рентгеновского облучения, необходимую для их производства.

Эти качества можно использовать для охоты на опухоли или микроразрушения, которые ускользают от обычных рентгеновских лучей, наметить молекулярные ландшафты наноскопических материалов, которые теперь можно использовать в полупроводниковых технологиях или обнаруживать все более сложные угрозы на контрольно-пропускных пунктах безопасности. Атомные и молекулярные физики могли также использовать рентгеновское излучение в виде сверхбыстрой камеры для захвата снимков движения электронов или химических реакций.

Филипп Дончев