Американцы сконструировали компактный источник синхротронного излучения.
При этом рентгеновское излучение возникает при взаимодействии лазерного импульса со струей газа. Мощность лазера в импульсном режиме составляет 100 тераэлектронвольт. Это позволяет давать импульс, которые ионизирует газ и выбивает из образовавшейся плазмы электроны.
После этого момента установка работает как лазерный ускоритель, а затем пучок частиц попадает под еще один луч, полученный тем же лазером.
В ходе испытаний, при взаимодействии электронов (выбитых из атомов и ускоренных первым лучом) с лазерным излучением наблюдался обратный эффект Комптона: кванты света отражались от электронов и получали при этом часть их энергии.
Электроны тормозились, а свет с длиной волны в 800 нанометров (фактически это было ближнее инфракрасное излучение) превращался в рентгеновское излучение. Варьируя параметры лазерных импульсов, физики могли контролировать частоту своего устройства: рентгеновские кванты на выходе имели энергию от 70 килоэлектронвольт до одного мегаэлектронвольта.
Отметим, что даже вместе с лазером установка значительно меньше импульсного рентгеновского источника в Ливерморской национальной лаборатории, который использует синхротронное излучение.
При этом новый источник дает в каждом импульсе в десять раз больше фотонов, а импульсы при этом в сто раз короче: итоговая увеличение яркости достигает тысячи раз.
Короткие и яркие импульсы, как считают исследователи, найдет применение в исследованиях механизма химических реакций, где отдельные рентгеновские вспышки позволяют увидеть молекулы непосредственно в момент взаимодействия друг с другом.
Напомним, в минувшем году международный коллектив физиков разработал настольный рентгеновский лазер, который можно применять для биологических, физических и других научных исследований