Он позволит использовать рентген-лазеры для физических и биологических экспериментов.
Японские физики разработали набор вогнутых и выгнутых зеркал, позволяющих фокусировать рентгеновское лазерное излучение в сверхтонкий луч, чей диаметр составляет около семи нанометров. Также удалось достичь рекордной интенсивности пучка в 14,5 секстиллиона ватт на квадратный сантиметр. У перспективе показатель можно будет увеличить в 2-3 раза, если сделать зеркала более ровной.
Группа физиков работала с японским лазером на свободных электронах SACLA. Установка предназначена для проведения различных биологических, химических и физических экспериментов.
По словам физиков, осуществление опытов требует сбора рентгеновского излучения в узкий луч, что позволяет достичь максимального разрешения при получении изображений клеток и неживой материи, а также изучении взаимодействий света с материей и других физических процессов. Для этой цели ученые спользуются системами изгибающихся и выпуклых зеркал, фокусирующих лазерный луч в одной точке пространства.
Физики разработали новую комбинацию отражающих поверхностей, которая оказалась гораздо менее чувствительной к небольшим сдвигам в положении источников рентгеновского излучения. Это позволило значительно сжать итоговый пучок рентгеновского излучения, уместив его в круг диаметром всего в семь нанометров, что в несколько раз меньше, чем в предыдущих попытках создания концентрированного луча.
Первые испытания новой системы зеркал на установке SACLA показали, что она способна генерировать лучи рентгена с интенсивностью десятков секстиллионов ватт на квадратный сантиметр. Этого оказалось достаточно, чтобы почти полностью отделить электроны от атомов хрома, оставив всего одну или две частицы, и впервые наблюдать за их последующим поведением. В будущем использование подобных зеркал позволит ученым изучать процессы в отдельных молекулах и понимать, как полностью очищенные от электронов ядра других тяжелых элементов ведут себя, подводят итоги физики.
Фото: Clyde He / Unsplash.com
