Рекорд: самые короткие рентгеновские импульсы в истории
Учёные из Национальной ускорительной лаборатории SLAC установили рекорд по длительности высокоэнергетических рентгеновских импульсов
Импульсы длительностью от 100 до 400 аттосекунд (миллиардных долей миллиардной доли секунды) — самые короткие из когда-либо зафиксированных на рентгеновском лазере на свободных электронах. Их энергия составляет около 9 килоэлектронвольт.
Чтобы измерить длительность импульсов, учёные использовали эффект усиленного спонтанного излучения: если сильно сфокусировать рентгеновский импульс на определённом элементе, тот начинает светиться — флуоресцировать. По этому свечению можно узнать энергию, форму и длительность исходного импульса. Пучок разделили на две части: одну направили на детектор, который измерял энергию и форму спектра, а другую сфокусировали на медной фольге в 150 нанометров — её свечение и дало данные для расчёта длительности.
Такие импульсы позволят учёным фиксировать движение электронов в плотном веществе — например, в плазме — или на внутренних орбиталях атомов. Высокоэнергетические рентгеновские лучи способны проникать вглубь материалов и с высокой точностью определять местоположение электронов.
Достижение открывает новые возможности для изучения плазмы — горячего плотного вещества, которое встречается в звёздах и в экспериментах по инерциальному термоядерному синтезу, где крошечную капсулу с топливом сжимают и нагревают мощными лазерами. Раньше рентгеновским лучам не хватало либо энергии, чтобы проникнуть в плотную плазму, либо скорости, чтобы зафиксировать её быстро меняющиеся состояния.
Кроме того, аттосекундные рентгеновские импульсы позволяют зафиксировать электронное состояние вещества до того, как оно будет повреждено самим излучением. Учёные рассчитывают, что такие импульсы помогут получать более чёткие снимки мельчайших, наноразмерных объектов и даже научиться управлять взаимодействием вещества со светом.
Ранее по теме: Рекордно мощные рентгеновские импульсы сфокусировали в крошечное пятно
Источник: SLAC
