Eksperimentas atskleidžia naujas sinchroninių šviesos šaltinių galimybes.

Iliustracija, rodanti, kaip elektronų moduliacija lazeriu buvo panaudota kuriant lazerio šviesą skleidžiančias mikrobangas. Kreditas: Tsinghua universitetas.

Tarptautinė komanda, atlikdama jaudinančius eksperimentus, parodė, kaip įvairios yra sinchroninių šviesos šaltinių naudojimo galimybės.

Pažangiausias šviesos šaltinis tyrimams priklauso nuo dalelių greitintuvo. Tai yra dideli įrenginiai, kuriuose elektronai pagreitėja beveik iki šviesos greičio, o tada skleidžia specialių simbolių šviesos impulsus. Žiede esančiame sinchrotroniniame spinduliavimo šaltinyje elektronų grupė žiede keliauja milijardus apsisukimų, o tada magnete sukuria labai ryškų, nuolatinį šviesos impulsą.

Priešingai, laisvųjų lazerių elektronų (FEL) elektronų sankaupos paspartėja linijiniu būdu, tada skleidžia ypač ryškią į lazerį panašią šviesą. „Ring“, „Storage and FEL“ šaltinis pastaraisiais metais palengvino pažangą daugelyje sričių, pradedant biologinių ir medicininių klausimų įžvalgomis ir baigiant medžiagų tyrimais.

Kinijos ir Vokietijos komanda parodė, kad sinchrotroninės spinduliuotės šaltiniuose gali būti generuojami impulsų modeliai, kurie sujungia abiejų sistemų pranašumus. Sinchroninis šaltinis siunčia mažus, koncentruotus, trumpus elektronus, kurie gamina į lazerį panašius radiacijos impulsus. (Kaip ir su FEL), bet taip pat gali atitinkamai sekti vienas kitą. (Tas pats kaip sinchrotrono šviesos šaltinis)

Ši koncepcija buvo sukurta maždaug prieš dešimt metų poemoje „Stabilios būsenos mikrobangai“ (SSMB), kurią vedė pagrindinis akseleratoriaus teoretikas Aleksandras Chao ir jo doktorantas Danielis Ratneris iš Stanfordo universiteto. Šis mechanizmas turėtų leisti sulaikymo žiedui generuoti ne tik šviesos impulsus. Bet tik esant dideliam pasikartojimui Tačiau taip pat ir nuolatinė spinduliuotė, pavyzdžiui, lazeriai. Xiujie Dengas, jaunas fizikas iš Tsinghua universiteto (Pekinas), šias idėjas pateikė doktorantūroje ir atliko tolesnius teorinius tyrimus. Chao susisiekė su greitintuvo fiziku. 2017 m. HZB, kuris valdo šviesos šaltinių metrologiją. (MLS) PTB, be BESSY II minkšto rentgeno spindulių šaltinio HZB.

MLS buvo pirmasis šviesos šaltinis pasaulyje, kurį dizainas optimizavo darbui vadinamojoje. Šiame režime elektronų sankaupos gali būti labai sutrumpintos. Tyrėjai toliau plėtojo šį specialų veikimo būdą daugiau nei 10 metų. „Atlikdami šį kūrimo darbą, mes sugebėjome patenkinti iššūkius keliančius fizinius reikalavimus, keliamus empiriniam SSMB principų tvirtinimui MLS“, – sakė akceleratorius Markusas Riesas.

„SSMB komandos teorijos grupė nustatė fizines ribines sąlygas, kad parengiamojo etapo metu būtų pasiektas optimalus darbas. Tai leido mums atkurti mašinos būseną naudojant MLS ir pakankamai ją pakoreguoti naudojant „Deng“, kol pavyko aptikti ieškomą pulso modelį “, – praneša HZB greitintuvo fizikas Jörgas Feikesas.

HZB ir PTB ekspertai naudoja optinius lazerius, kurių šviesos bangos yra sujungtos su erdvine ir laiko sinchronizacija su elektronų grupėmis MLS. Tai moduliuoja krūvos elektronų energiją. Kelių milimetrų ilgio, suskaidytas į mikrobankus (vos 1 m ilgio) po vieną apsisukimo izoliacijos žiede, ir tada skleidžia šviesos impulsus, kurie nuosekliai sustiprina vienas kitą kaip lazerį “, – aiškina Jörgas Feikesas. Empirinį koherentinių spindulių užfiksavimą lengva. Tačiau mūsų PTB kolegos sukūrė naujovišką optinio jutimo bloką, kurio aptikimas buvo sėkmingas “.

“Puikus ateities SSMB šaltinis yra tas, kad jie generuoja į lazerį panašius spindulius ir be matomo” šviesos “spektro, pavyzdžiui, EUV metu”, – sakė PTB departamento vadovas prof. Mathiasas Richteris. Saw and Ries pabrėžė: ” paskutiniame etape SSMB šaltinis galėjo pateikti naują simbolių spindulį. Impulsai yra koncentruoti, sutelkti ir siauri. Jie sujungia sinchrotroninės šviesos pranašumus su FEL impulsų pranašumais. “Feikesas pridūrė:„ Ši spinduliuotė gali būti tinkama naudoti pramonėje. Pirmasis šviesos šaltinis, naudojęs SSMB išskirtinai EUV litografijos programoms, yra planavimo etape netoli Pekino “.

Nuoroda: „Mechanizmo eksperimento demonstravimas mikrogrupės Nuolatinėje būsenoje “, – 2021 m. Vasario 24 d. Xiujie Deng, Alexander Chao, Jörg Feikes, Arne Hoehl, Wenhui Huang, Roman Klein, Arnold Kruschinski, Ji Li, Aleksandr Matveenko, Jurijus Petenevas, Markus Ries, Chuanxiang Tang ir Lixin Yan. gamta.
DOI: 10.1038 / s41586-021-03203-0

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Pasiutligė neužkrėstų smegenų, tačiau vis tiek kenčia nuo stiprių nervų pažeidimų.

Koronavirusas II su sunkiais kvėpavimo takų simptomais, Virusas, sukeliantis COVID 19Vargu ar jis bus tiesiogiai perduodamas į smegenis, tačiau vis tiek gali sukelti sisteminę...

Mokslas yra paprastas. Kas yra kvantinis skaičiavimas?

Nuo JAV energetikos departamentas 2021 m. Balandžio 21 d Lawrence'o Berkeley nacionalinė laboratorija DOE naudoja pažangią aušinimo sistemą - uolekčių, kad kvantinių kompiuterių širdis būtų pakankamai...

Kaip paukštis kvėpuoja geriau? Tyrėjų išvados

Apytikslis „apvalios viščiuko“ su paukščio plaučiais skaičius parodė, kad įkvėpus oro judėjimas pirmyn ir atgal. Kaip iškvėpimai (mėlynos rodyklės) ir iškvėpimai (raudoni) sukelia...

Kalnų gorilos gali naudoti krūtinę, kad perduotų informaciją apie save

Vyriškos gorilos krūtis muša. Autoriai: Jordi Galbany / Diano Fossey Gorilla fondas Skrynios, nukentėjusios nuo kalnų gorilų, kurios greitai muša krūtinę rankomis, kad skambėtų...

Paprastas mokslas: kas yra biokuras?

Parengta JAV energetikos departamentas 2021 m. Balandžio 20 d Mokslininkai fermentavo mieles, kad iš augalų cukrus virstų biodyzelinu. Kreditas: Nuotrauka mandagumo Stephanopoulos Lab Saulės, vėjo ir...

Newsletter

Subscribe to stay updated.