Международная группа исследователей под руководством Мичиганского университета разработала новый метод анализа электронных импульсов, которые могут генерировать лазероподобные рентгеновские импульсы. Это важный шаг к созданию компактных и доступных источников сверхъяркого рентгеновского излучения.
На графике показан импульс электронов по оси X и угол прибытия по оси Y. Цвета указывают количество электронов, приходящих под определенным углом и импульсом Такие рентгеновские импульсы длительностью в фемтосекунды (квадриллионные доли секунды) позволяют делать «снимки» химических реакций, раскрывая хореографию атомов и молекул. Это открывает возможности для передовых исследований в химии, биологии, материаловедении и физике, а также для медицинской визуализации мягких тканей и органов.
«Мы надеемся, что лазерно-плазменные ускорители смогут уменьшить размеры установок XFEL до настольного формата и значительно увеличить доступ к источникам рентгеновского излучения», — заявил профессор Алек Томас, ведущий автор исследования, опубликованного в Physical Review X.
Новый метод использует фемтосекундный лазерный импульс, проходящий через газовое облако. Свет вырывает электроны из атомов газа, и некоторые из этих электронов увлекаются вслед за лазерным импульсом — явление, известное как лазерное ускорение в следовой волне. Команда продемонстрировала метод картирования электронов в импульсе с временным разрешением около одной фемтосекунды, что лучше, чем диагностика в современных обычных ускорителях. Измерения проводились на лазере Gemini в Великобритании. Для реконструкции деталей исходного импульса исследователи использовали алгоритм машинного обучения. Эта информация может использоваться для настройки качеств электронных пучков в будущих компактных рентгеновских установках. Дальнейшие эксперименты запланированы в европейской Extreme Light Infrastructure в Чехии и на самом мощном лазере США ZEUS в Мичиганском университете.
Источник: https://rutab.net/