пятница, 27 января 2012 г.

Испытан перспективный «атомарный» рентгеновский лазер

Испытан перспективный «атомарный» рентгеновский лазерГруппа физиков из США опубликовала результаты испытаний «атомарного» рентгеновского лазера с высокой стабильностью длины волны излучения.

Экспериментальная схема, реализованная американцами, довольно проста и была предложена более 40 лет назад. Роль одного из двух основных её элементов — устройства накачки — сыграл мощнейший рентгеновский лазер Linac Coherent Light Source (LCLS), о котором мы сегодня уже вспоминали. LCLS, классифицируемый как лазер на свободных электронах, может выдавать импульсы излучения огромной интенсивности длительностью в несколько десятков фемтосекунд.

Такие импульсы, сведённые в пятно радиусом 1–2 мкм, направлялись на второй элемент системы — газовую ячейку, заполненную неоном под давлением в 500 торр. Рентгеновский луч, как и следовало ожидать, проделывал узкий ионизированный канал в газовой среде, выбивая электроны с внутренних оболочек атомов. Образовавшиеся вакансии заполняли электроны с внешних оболочек, что сопровождалось испусканием рентгеновских фотонов, которые, в свою очередь, могли инициировать аналогичные переходы в соседних атомах. Действие этого механизма «самоусиления» превращало газовую ячейку в источник фемтосекундных импульсов лазерного рентгеновского излучения.

В нескольких метрах от ёмкости с неоном был установлен спектрометр с дифракционной решёткой. Он регистрировал спектры пропущенного излучения LCLS и излучения «атомарного» лазера с разрешением в 2 эВ (на энергии фотона в 1 кэВ).

Новый лазер работал на совсем небольшой длине волны в 1,46 нм, соответствующей рекордной для подобных опытных схем энергии в 849 эВ. Кое в чём он превосходил и LCLS: если у последнего энергия излучения (при номинальной величине в ~1 кэВ) может сдвигаться на ±7 эВ, то энергетическая ширина импульса «атомарного» источника составила лишь 0,25 эВ.

Поскольку LCLS и «атомарный» лазер чётко синхронизируются друг с другом, но работают на разных длинах волн, их можно использовать в связке для наблюдения за какими-то быстропротекающими процессами — скажем, химическими реакциями. Первый импульс в этом случае будет запускать процесс, а второй, приходящий через некоторое заданное время, — фиксировать результаты. «Сейчас мы размышляем над тем, как эту методику можно усовершенствовать, — говорит руководитель исследования Нина Рорингер (Nina Rohringer) из Ливерморской национальной лаборатории им. Лоуренса. — В ближайшее время попробуем увеличить энергию излучения «атомарного» лазера и заменить атомы неона молекулами кислорода».

Полная версия отчёта опубликована в журнале Nature.

Подготовлено по материалам Национальной ускорительной лаборатории SLAC.

Оригинальная статья

Поделитесь этой новостью с Вашими друзьями!

Ранее в рубрике "Другие новости науки и техники":

В эксперименте получена чрезвычайно горячая плотная плазма
Интернациональная группа физиков экспериментально зарегистрировала образование плазмы с плотностью твёрдого тела и чрезвычайно высокой температурой. Работа была выполнена в американской Национальной ускорительной лаборатории SLAC, где размещается уникальный рентгеновский лазер Linac Coherent Light Source (LCLS), построенный по схеме лазера на свободных электронах. Излучение здесь генерируется мо...
  (читать дальше)

Таинственный археоптерикс умел летать и напоминал ворону
Загадочный археоптерикс, полуящерица-полуптица, скорей всего, умел хорошо летать и цветом оперения напоминал ворону, установили палеонтологи, рассмотревшие окаменелое перо крылатого динозавра в электронный микроскоп. Ответы на некоторые загадки, связанные с этим причудливым животным, удалось получить группе палеобиологов из Университета Брауна. Используя новые методы анализа ископаемых останко...
  (читать дальше)

Создана искусственная мембрана для искусственной клетки
Используя недавно открытую химическую реакцию (в 2002 году Шарплес и Мелдаль предложили так называемую click-реакцию CuAAC), учёные сумели создать самособирающуюся клеточную мембрану, своего рода конверт-оболочку, которая заключает в себе весь клеточный материал и в то же время является участником многих химических реакций, необходимых для жизни клеток. Разработка искусственной мембраны — резуль...
  (читать дальше)

Как бонобо сами себя приручили
Обыкновенный шимпанзе и шимпанзе-бонобо — ближайшие родственники, но при этом разительно несхожи характерами. Исследователи полагают, что более покладистый нрав бонобо сформировался благодаря процессам, сравнимым с одомашниванием и приручением человеком диких животных. Есть известный эволюционный парадокс, связанный с нашими ближайшими родственниками — шимпанзе. Шимпанзе обыкновенный и шимпанзе-...
  (читать дальше)

Грецкие орехи замедляют развитие рака простаты
У мышей, генетически запрограммированных на развитие рака предстательной железы, замедлялся рост опухолей, если в их рационе были грецкие орехи. К такому выводу по результатам исследований пришли сотрудники Университета Южной Калифорнии в Дэвисе (США). Учёные оценивали размер злокачественных опухолей в простате у мышей, которых держали на разных диетах, через 9, 18 и 24 недели. Обнаружилось, что...
  (читать дальше)

Изотопически чистый графен обнаружил выдающиеся теплоотводящие свойства
В экспериментах физиков из США и Китая изотопически чистый графен продемонстрировал чрезвычайно высокий коэффициент теплопроводности. «Естественный» графен (~99% углерода-12 и ~1% углерода-13), напомним, уже зарекомендовал себя как отличный теплоотводящий материал. Поскольку основными переносчиками тепла в нём становятся фононы, средняя длина свободного пробега которых может зависеть от изотопно...
  (читать дальше)

Эксперименты с лазером приближают разгадку тайны магнитного поля
Гравитация правит миром, это так. Но она не одинока на своём Олимпе. Ключевым помощником гравитации в формировании нашей Вселенной в том виде, в каком мы её знаем, считается магнетизм. То, каким образом эта сила, возникающая при движении электрических зарядов, способна появляться при их отсутствии, до сих пор оставалось загадкой. И вот теперь она, кажется, решена. Эксперимент, проведённый недавн...
  (читать дальше)

Интернет облегчит рецензирование научных статей
Открыт онлайн-сервис, способный произвести революцию в рецензировании научных исследований. Редакторам журналов больше не надо отправлять статьи потенциальным рецензентам. Эксперты регистрируются на сайте Peerage of Science и ждут, когда там появится работа с ключевыми словами, соответствующими их специализации. После ознакомления они оценивают статью по пятибалльной шкале, и редакторы, ломающие...
  (читать дальше)

Хакеры атаковали сайты ирландского правительства в знак протеста - СМИ
Хакеры из группы Anonymous атаковали сайты Минюста и Минфина Ирландии в знак протеста против принятия антипиратского закона, готовящегося к рассмотрению в правительстве страны, сообщила в среду газета Irish Times. Оба сайта подверглись DDoS-атаке, из-за которой не были доступны в среду в течение нескольких часов. В официальном комментарии, выпущенном ведомствами, чьи сайты были атакованы, призна...
  (читать дальше)
НАСА и ЕКА будут осваивать Марс в четыре этапа
Группа учёных из Европы, Канады и США, включая специалистов НАСА и ЕКА, выделила четыре главных требования к будущим проектам, посвящённым доставке образцов марсианского грунта на Землю. Во главу угла поставлены поиск следов прошлой или нынешней жизни. Отправка человека — на последнем месте. Хотя выполнение первоочередной задачи — всё равно что поиск иголки в стоге сена, учёные полагают, что и...
  (читать дальше)

Как природа осуществляет наноразмерный контроль за солнечной энергией
Начало природного процесса захвата солнечной энергии происходит в абсорбирующих свет протеиновых комплексах, называемых фотосинтетическими реакционными центрами (РЦ). Даже после миллиардов лет эволюции Природа и не думает отказываться от находящегося в центре РЦ абсорбирующего свет гексамерного кофактора, нужного для проведения самой первой химической реакции фотосинтеза — индуцированного светом э...
  (читать дальше)

Почему секс и красный цвет взаимосвязаны
Исследователи пришли к выводу, что красные женские гениталии не возбуждают мужчин — следовательно, для сексуальной символики красного цвета нужно искать иное, менее наглядное объяснение. Обычно поведенческие эксперименты такого рода проводят на млекопитающих. Поэтому то, что в исследовании участвовали не самцы обезьян, а обычные мужчины, добавляет результатам ещё и солидную долю пикантности. С...
  (читать дальше)

Как мысли о смерти нам жить помогают
Размышления о смерти делают нас добрее и внимательнее, а вид на кладбище способен помочь с пошатнувшимся здоровьем. Общество обычно табуирует тему смерти. Считается (и тому есть подтверждения в работах психологов), что мысли о смерти негативно влияют на психику, способствуют асоциальному и даже антисоциальному поведению, и что нормальной жизни «размышления о вечном» следует держать в узде. С пси...
  (читать дальше)

Королевство кривых лучей
Обычно свет распространяется по прямой. Конечно, при помощи сред с различными коэффициентами преломления его можно отклонить. Однако новые исследования двух независимых научных групп показывают, что и сам по себе пучок света может изгибаться до 360˚. Часто новое — это хорошо забытое, но не обязательно старое. В конце 1970-х физики Майкл Берри из Бристольского университета (Великобритания) и Нанд...
  (читать дальше)

Объявлены победители конкурса подводной фотографии
Подведены итоги ежегодного конкурса подводной фотографии, который проходит под эгидой Школы морских и атмосферных наук Университета Майами (США). До участия допускаются только любители, которые зарабатывают на фотографии не более 20% своего дохода. Второе место в категории «Макросъёмка»: «фарфоровый» краб из семейства Porcellanidae, зацепившийся за полип морское перо в национальном парк...
  (читать дальше)

Заболевания дёсен, оказывается, не имеют отношения ни к инфарктам, ни к инсультам
Вот уже два десятка лет учёные твердят о связи между заболеваниями дёсен, инфарктами и инсультами. И вдруг новый анализ данных показывает, что эти заявления ошибочны. Американская кардиологическая ассоциация опубликовала в AHA journal Circulation «научный рапорт», заключающий, что периодонтит не повышает риска возникновения сердечно-сосудистых хворей и не является их причиной. Более того, нет ни м...
  (читать дальше)

Аспирин, возможно, помогает против ожирения
Салициловая кислота, образующаяся в результате расщепления аспирина, активирует расщепление жиров в клетке. Кажется, человечество вот уже более полутораста лет живёт с лекарством от всех болезней, не догадываясь о его чудодейственном всемогуществе. Не так давно проходило сообщение о том, что аспирин можно пить для профилактики рака; полным ходом исследуется его благотворное влияние при сердечно-...
  (читать дальше)

Как звучит симметрия субатомного мира?
Хотите услышать песнь позитрона? Итальянский инженер Доменико Вичинанца, кажется, готов воплотить вашу мечту. Этот человек уже экспериментировал с вулканической активностью и даже играл древнегреческую музыку с «Оркестром забытых звуков». Теперь его влечёт субатомный мир туманных и пузырьковых камер — предшественников современных детекторов частиц. Туманную камеру изобрёл в 1895 году шотландск...
  (читать дальше)

Нам бы расписания взять и отменить
Исследователи из Технологического института Джорджии (США) обнаружили, что отмена управления наземным общественным транспортом при помощи расписания и использование децентрализованной самоуправляющейся схемы позволяет сделать движение более эффективным. В работе, опубликованной в журнале Transportation Research, описан алгоритм, позволяющий минимизировать интервалы между появлениями автобусов на о...
  (читать дальше)