Физики разработали настольный рентгеновский лазер

Физики разработали настольный рентгеновский лазер

Международный коллектив физиков разработал настольный рентгеновский лазер, который можно применять для биологических, физических и других научных исследований, говорится в статье, опубликованной в журнале Science. Считается, что широкое распространение рентгеновских лазеров в научных лабораториях повлечет за собой микро-революцию в физике и биологии. Рентгеновские лазеры позволяют получать изображения веществ с атомным разрешением и наблюдать за многими физическими процессами изнутри.

На сегодняшний день основными препятствиями для повсеместного применения данных излучателей выступают их цена и габариты - размеры типичной лазерной установки приближаются к площади небольшого футбольного поля. Группа физиков под руководством Тенио Попминтчева (Tenio Popmintchev) из университета штата Колорадо в городе Боулдер (США) разработала компактный рентгеновский лазер, умещающийся на письменном столе, научившись преобразовывать инфракрасное излучение в рентгеновские лазерные импульсы. Попминтчев и его коллеги воспользовались тем, что атомы благородных газов - аргона и неона - можно накачать энергией таким образом, что через некоторое время они начнут синхронно излучать фотоны во всех диапазонах электромагнитного излучения.

Это излучение будет относительно неоднородным - в нем будут присутствовать множество пиков и провалов. Значительная часть таких пиков придется на ультрафиолетовую и рентгеновскую часть спектра, что позволяет использовать этот эффект для создания рентгеновского лазера. Однако для этого требуется специальный механизм накачки, позволяющий получить пики максимальной высоты и силы именно в рентгеновской области излучения. Физики решили эту задачу при помощи специального алгоритма, изменявшего длину волны этого лазера в процессе накачки. "Мы никогда бы не обнаружили этого, если бы мы не задумались о том, что же происходит при генерации высоких гармоник, когда мы меняем длину волны лазера, накачивающего генератор. Благодаря этому мы смогли перейти от инфракрасного к рентгеновскому излучению, получив лазерные импульсы с длиной волны в 0,775 нанометров (миллиардных долей метра)", - пояснил другой участник группы Маргарет Мурнейн (Margaret Murnane) из университета штата Колорадо в городе Боулдер .

Ученые проверили свою методику - они собрали экспериментальный прототип рентгеновского лазера и проверили его в деле. Эксперимент завершился удачно - на снимках физики увидели яркую лазерную точку. Как полагают физики, подобные лазеры можно использовать для медицинских и научных целей - изучения структуры молекул, наблюдения за клеточными процессами и другими тайнами микромира.

Источник: wordscience.org

Похожие новости:
Сверхбыстрый лазер раскроет секреты ультрафиолета
Новый лазер, способен просканировать образец сто тысяч раз в секунду, чтобы помочь ученым понять, как солнечный свет вызывает рак кожи. Центральная лазерная установка в Великобритании (КТМ) в Харуэлле получила грант на модернизацию £ 800 000. Новая установка будет иметь уникальную ..
2013-12-24 1416 0 Научные открытия
0
Ученые предложили способ передачи энергии по воздуху
Физики из США и Германии придумали методику, которая потенциально может передать электрический разряд на расстояние до десяти метров. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Optica, а кратко с их работой можно ознакомиться на сайте Аризонского университета. Для передачи электрического разряда ..
2014-08-20 2170 0 Научные открытия
0
Лазер помог физикам добиться рекордного давления
Группа физиков из Рочестерского университета добилась рекордного сжатия железа - образец в течение нескольких наносекунд подвергался воздействию давления в 5,6 миллиона атмосфер. Работа ученых принята к публикации в журнале Physical Review Letters, а ее краткое изложение приводится в пресс-релизе на сайте ..
2013-08-13 1496 0 Научные открытия
1
Физики установили мировой рекорд для компактного ускорения частиц
Физики из Калифорнии установили мировой рекорд для компактного ускорителя частиц, разогнав с помощью лазера до высоких энергий субатомные частицы (электроны). Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Physical Review Letters, а кратко с ними можно ознакомиться на сайте ..
2014-12-10 1833 0 Научные открытия
2
Сверхбыстрый лазер помог изменить свойства твердых материалов
Ученые из США, Южной Кореи и Японии использовали сверхбыстрый (фемтосекундный) лазер для оперативного отслеживания изменений собственной энергии электронов и их взаимодействий в сверхпроводнике. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Nature Communications, а кратко с ними можно ознакомиться на сайте ..
2014-10-07 1674 0 Научные открытия
0
Предложена схема компактного рентгеновского лазера
Американские физики предложили схему компактного источника так называемого мягкого рентгеновского излучения. Статья ученых появилась в журнале Science, а ее краткое изложение приводят Nature News. В основе работы источника так называемый эффект генерации гармоник высокого порядка. Суть ..
2012-06-10 1529 0 Научные открытия
0
Учёные открыли тайну магнетизма нашей Вселенной
Учёные использовали лазер для создания магнитного поля, аналогичного тем, которые по их мнению могли принять участие в формировании первых галактик, сообщает «WordScience.org». Полученные результаты могли бы помочь разрешить загадку того, как наша Вселенная получила свой магнетизм. Магнитные ..
2012-03-25 2067 0 Научные открытия
0
Пролит свет на коррелированную электронную динамику
Учёные из Канзасского государственного университета (Kansas State University) и международная команда исследователей теперь имеют прекрасную возможность наблюдать двойные события за ионизацией по аттосекундной шкале времени, тем самым прокладывая путь для лучшего понимания во взаимодействиях между светом и веществом, ..
2012-05-21 1494 0 Научные открытия
0
Впервые получено изображение движения атомов в молекуле
Впервые было получено изображение вибрации двух атомов в молекуле с помощью новой сверхбыстрой камеры.  Команда из государственных университетов штатов Огайо и Канзас использовали сверхбыстрые лазерные импульсы, чтобы выбить один электрон из его орбиты в молекуле. Через короткий ..
2012-03-12 2637 0 Научные открытия
0
Тайна десятилетий: расщепление Фуллерены
После исследований на протяжении 25 лет, ученые решили вопрос о том, как изобразить ряд клеточно-углеродных молекул, известных под формой фуллерены. Результаты, полученные университетом штата Флориды и национальным научным фондом, поддерживаемым Национальной Лабораторией сильных магнитных полей, или же MagLab из Таллахасси, штата ..
2012-07-13 1708 0 Научные открытия
0
Лазер разогнал пластиковую пленку до рекордных скоростей
Физикам из США при помощи излучения от фтор-криптонового лазера удалось разогнать до скорости в 1180 километров в секунду фрагмент пластиковой пленки. Таким образом ученым удалось побить свое прежнее достижение, за которое они получили официальный сертификат Книги рекордов Гиннесса, сообщается ..
2014-07-26 1526 0 Научные открытия
0
Невидимость стала ближе
Группа исследователей из Гарвардского университета (США) разработала производственный процесс, который может быть использован для создания невидимых материалов. Согласно заявлениям учёных из Гарвардской школы инжиниринга и прикладных наук, им удалось добиться серьёзного успеха в создании метаматериалов, которые способны ..
2012-03-14 1486 0 Научные открытия
0
Физики выстрелили лазерным импульсом рекордной мощности
Лазер в Национальном комплексе лазерных термоядерных реакций установил новый рекорд мощности. Об этом сообщаютNature News. Рекорд был установлен еще 15 марта, однако известно об этом стало только сейчас. В рамках эксперимента 192 лазера, работающих в ультрафиолетовом диапазоне, одновременно создали импульс ..
2012-03-21 1503 0 Научные открытия
0
В таянии антарктического льда виноват теплый океан
Большая часть таяния льда в Антарктиде происходит в результате наличия теплой воды на окраинах континента.Ученые использовали спутниковый лазер для измерения истончения шельфовых ледников. В ходе анализа они обнаружили, что в сокращение шельфовых льдов «нельзя обвинять только повышенную температуру ..
2012-04-26 1445 0 Научные открытия
0
Физики впервые обнаружили экситоны в металле
Ученые США и Сербии впервые обнаружили экситон в металле. Статья авторов опубликована в журнале Nature Physics, кратко с ней можно ознакомиться на сайте Phys.org. Специалисты в своей работе исследовали взаимодействие света и материи: электромагнитной волны, падающей на серебряный кристалл. В толще металла ..
2014-06-04 1672 0 Научные открытия
0