Сверхкороткие рентгеновские вспышки удалось получить в ходе эксперимента
Международная группа исследователей экспериментально подтвердила получение рентгеновских вспышек невероятно малой продолжительности. Такие импульсы могут позволить наблюдать движение электронов и изучать строение вещества до того, как мощное излучение успеет повредить исследуемый образец.
Источник: Новости науки
МОСКВА, 22 октября /Новости науки/. Международная группа исследователей подтвердила получение сверхкоротких рентгеновских вспышек продолжительностью от 100 до 400 аттосекунд. Об этом говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Photonics.
Эксперимент показал, что мощные рентгеновские лазеры способны создавать импульсы излучения, которые длятся лишь несколько сотен аттосекунд. Одна аттосекунда составляет миллиардную долю миллиардной доли секунды. Столь короткие вспышки могут позволить изучать движение электронов и изменения в строении вещества, происходящие за чрезвычайно малые промежутки времени.
Для проведения эксперимента исследователи использовали рентгеновский лазер на свободных электронах — специальную установку, способную создавать мощное излучение для изучения вещества на атомном уровне. Главной задачей стало подтверждение того, что продолжительность получаемых импульсов действительно составляет всего сотни аттосекунд.
Для проверки специалисты воспользовались необычным физическим явлением. При воздействии мощных рентгеновских импульсов на некоторые металлы возникает особое свечение, характеристики которого зависят от продолжительности первоначальной вспышки. Измеряя интенсивность этого излучения и сопоставляя результаты с расчетами, исследователи смогли определить длительность рентгеновских импульсов.
Исследователи установили, что продолжительность рентгеновских вспышек составляла от 100 до 400 аттосекунд. При этом некоторые из них оказались близки к минимальной длительности, возможной при таких характеристиках излучения. Это подтвердило, что с помощью рентгеновского лазера можно создавать чрезвычайно короткие импульсы для изучения процессов, происходящих внутри атомов.
Как новая технология поможет изучать вещество
Главное преимущество таких вспышек заключается в возможности одновременно исследовать строение вещества с точностью до отдельных атомов и наблюдать процессы, происходящие за чрезвычайно короткое время. Это особенно важно при изучении электронов, движение и взаимодействие которых определяют многие свойства материалов.
Обычные методы исследования не всегда позволяют различить отдельные стадии настолько быстрых процессов. Если измерение продолжается слишком долго, изменения, происходящие внутри вещества, могут оказаться незаметными. Сверхкороткие рентгеновские импульсы открывают возможность фиксировать состояние исследуемого объекта в определенный момент времени, подобно тому как очень короткая вспышка света позволяет запечатлеть быстро движущийся предмет.
Еще одно важное преимущество связано с возможностью уменьшить влияние рентгеновского излучения на исследуемые образцы. Мощные рентгеновские лучи способны повреждать структуру вещества, из-за чего результаты наблюдений могут искажаться. Однако если вспышка длится достаточно короткое время, необходимые данные можно получить еще до того, как успеют развиться наиболее быстрые процессы радиационного повреждения.
Эксперимент показал, что мощные рентгеновские лазеры способны создавать импульсы излучения, которые длятся лишь несколько сотен аттосекунд. Одна аттосекунда составляет миллиардную долю миллиардной доли секунды. Столь короткие вспышки могут позволить изучать движение электронов и изменения в строении вещества, происходящие за чрезвычайно малые промежутки времени.
Для проведения эксперимента исследователи использовали рентгеновский лазер на свободных электронах — специальную установку, способную создавать мощное излучение для изучения вещества на атомном уровне. Главной задачей стало подтверждение того, что продолжительность получаемых импульсов действительно составляет всего сотни аттосекунд.
Для проверки специалисты воспользовались необычным физическим явлением. При воздействии мощных рентгеновских импульсов на некоторые металлы возникает особое свечение, характеристики которого зависят от продолжительности первоначальной вспышки. Измеряя интенсивность этого излучения и сопоставляя результаты с расчетами, исследователи смогли определить длительность рентгеновских импульсов.
Исследователи установили, что продолжительность рентгеновских вспышек составляла от 100 до 400 аттосекунд. При этом некоторые из них оказались близки к минимальной длительности, возможной при таких характеристиках излучения. Это подтвердило, что с помощью рентгеновского лазера можно создавать чрезвычайно короткие импульсы для изучения процессов, происходящих внутри атомов.
Как новая технология поможет изучать вещество
Главное преимущество таких вспышек заключается в возможности одновременно исследовать строение вещества с точностью до отдельных атомов и наблюдать процессы, происходящие за чрезвычайно короткое время. Это особенно важно при изучении электронов, движение и взаимодействие которых определяют многие свойства материалов.
Обычные методы исследования не всегда позволяют различить отдельные стадии настолько быстрых процессов. Если измерение продолжается слишком долго, изменения, происходящие внутри вещества, могут оказаться незаметными. Сверхкороткие рентгеновские импульсы открывают возможность фиксировать состояние исследуемого объекта в определенный момент времени, подобно тому как очень короткая вспышка света позволяет запечатлеть быстро движущийся предмет.
Еще одно важное преимущество связано с возможностью уменьшить влияние рентгеновского излучения на исследуемые образцы. Мощные рентгеновские лучи способны повреждать структуру вещества, из-за чего результаты наблюдений могут искажаться. Однако если вспышка длится достаточно короткое время, необходимые данные можно получить еще до того, как успеют развиться наиболее быстрые процессы радиационного повреждения.
