Naujas nuolatinės spinduliuotės šaltinis

Strathclyde universiteto vadovaujamuose tyrimuose buvo sukurtas naujas būdas pastoviai šviesai ultravioletiniuose spinduliuose gaminti, siūlantis puikių stalo rentgeno spindulių šaltinių kūrimo metodą.

Mokslininkai sukūrė darnų itin trumpo bangos ilgio šviesos šaltinį, kuriam nustatyti lazeriui nereikia darnos. Paprastame elektronų pluošto šviesos šaltinyje, vadinamame ketvirtosios kartos šviesos šaltiniu, naudojamas nemokamas elektronų lazeris (FEL), kuris, naudodamas unduliatorių, elektronų pluošto energiją paverčia rentgeno spinduliais.

Prijungti šviesos šaltiniai yra galingi įrankiai, padedantys atlikti tyrimus daugelyje medicinos, biologijos, medžiagų mokslo, chemijos ir fizikos sričių.

Šis naujas nuolatinės spinduliuotės gamybos būdas gali pakeisti šviesos šaltinius. Nes tai padarys jį labai kompaktišką. Iš esmės tai yra stalviršio dydis. ir gali sukelti itin trumpą šviesos bangą kuris yra trumpesnis už tą, kurį galima lengvai pagaminti kitais metodais “.

Ultravioletinių ir rentgeno spindulių šaltinių išplėtimas pakeis mokslinį požiūrį. Universitetas už prieinamą kainą gali turėti vieną iš įrengimų viename kambaryje, ant stalo.

Šiuo metu grupė planuoja ultravioletinių spindulių spektro principinius bandymus, kad pademonstruotų naujus būdus, kaip gaminti pastovią šviesą. jei pasiseks Suderintų bangos ilgio šaltinių, kurių bangos ilgis yra žymiai trumpesnis, kūrimas turėtų būti paspartintas taikant tuos pačius principus.

Naujas tyrimas paskelbtas mokslinė ataskaitaVienas iš „Nature“ šeimos žurnalų

Tyrimui vadovavo profesorius Dino Jaroszynskis iš Strathclyde’o Fizikos katedros. Jis sakė: “Šis darbas labai padėjo sukurti moderniausią sinchrotronų šaltinį, pasiūlant naują trumpojo bangos ilgio spinduliuotės gamybos būdą naudojant trumpojo dažnio bangas ir ta pati trukmė

„Tai yra kompaktiškesnė ir reikalauja mažiau elektronų pluošto kokybės nei laisvųjų elektronų lazeriai ir gali pakeisti šviesos šaltinių paradigmą, paskatindama naują tyrimų kryptį. Norint žymiai padidinti spindulių ryškumą, unduliatoriuje siūloma naudoti ryšulių suspaudimą – kaip lazeriuose, stiprinant čiulbančio impulso signalą.

“Siūlomas naujas požiūris bus labai įdomus daugybei bendruomenių, kurios kuria ir naudoja šviesos šaltinius.”

FEL, kaip ir visuose lazeriuose. Šviesos intensyvumą sustiprina grįžtamojo ryšio mechanizmas, kuris užfiksuoja kiekvieno radiatoriaus fazes. kurie šiuo atveju yra „laisvieji“ FEL elektronai. Tai pasiekiama perduodant didelės energijos elektronų pluoštą per žemyn esantį vamzdį – atvirkštinių poliarinių magnetų masyvą.

Elektronų skleidžiama šviesa jiems sukant per suklį sukuria jėgą, vadinamą elektronais sujungta ponderomotyvine jėga, kurios dalis sulėtėja. kai kurie buvo pagreitinti kuris sukelia susipainiojimą Jis panašus į greitkelių eismą, kuris protarpiais lėtėja ir greitėja.

Elektronai, praeinantys per bangų kūną, skleidžia diskretišką šviesą, jei ji yra tolygiai pasiskirstę – visiems šviesą skleidžiantiems elektronams. Bus dar vienas elektronas, kuris, spinduliuodamas iš fazės, nutraukia dalį šviesos. Šio dalinio pragiedrėjimo analogija yra jūros lietaus: jis sukelia daug mažesnių bangų, kurios kai kurias kerta. Efektyviai slopinkite bangas – sumažinkite bangų amplitudę. Kita vertus Dėl statinio ar ritminio vėjo bangos sustiprėja sąveikaujant vėjui ir jūrai.

FEL elektronų ryšuliai sukelia šviesos stiprėjimą ir padidina darną. Tai dažnai užtrunka ilgai, todėl tam reikalingas labai ilgas bangų moduliatorius. Rentgeno spindulių FEL metu bangų mašinos gali būti ilgesnės nei šimtas metrų. Šiuos rentgeno FEL valdantys greitintuvai yra kilometrų ilgio. Tai daro juos itin brangius ir didžiausius įrankius pasaulyje.

Tačiau naudojant laisvuosius elektroninius lazerius pastoviai spinduliuotei gaminti nėra vienintelis būdas. Taip pat gali būti naudojama sija. „išankstiniai ryšuliai“ arba ypač trumpi elektronų ryšuliai, kad būtų pasiekta darna labai trumpais, mažiau nei metro ilgio, dažniais. Tol, kol elektronų grupė yra trumpesnė už centrifugos generuojamos šviesos bangos ilgį. Tai automatiškai sukuria pastovią šviesą – visos šviesos bangos yra sujungtos arba kūrybiškai įsikišusios. Tai lemia labai ryškią šviesą, turinčią lygiai tas pačias optines lazerio savybes.

Mokslininkai teoriškai įrodė, kad tai galima padaryti naudojant „Wakefield“ lazerinį plazmos greitintuvą. kuri sukuria kelių dešimčių nanometrų ilgio elektronų krūvą. Jie parodė, kad jei šios labai trumpos didelės energijos elektronų grupės praeina per trumpą bangą, Jie galės gaminti fotonus taip, kaip gali labai brangūs FEL. Be to, jie parodė, kad gamindami daugybę elektronų su „žandikaulio“ energija, jie gali laikui bėgant suspausti ryšulį su sviediniais. specialus būdas pasiekti trumpesnę elektronų grupę ir priežastį Tolygi šviesa su trumpesniais bangos ilgiais

Nuoroda: „Nuosekli vakuuminė ultravioletinė spinduliuotė iš atosekundinių elektronų grupių“, Enrico Brunetti, Bas van der Geer, Marieke de Loos, Kay A. Dewhurst, Andrzej Kornaszewski, Antoine Maitrallain, Bruno D. Muratori, Hywel L. Owen, S. Mark Wiggins ir Dino A. Jaroszynski, 2021 m. liepos 16 d., galima rasti čia. mokslinė ataskaita.
doi: 10.1038 / s41598-021-93640-8

Tyrime bendradarbiavo ir Mančesterio universitetas Pulsaro fizika Nyderlanduose ir STFC ASTeC konsorciumas Daresbury laboratorijose. Tyrimą finansavo EPSRC (Inžinerijos ir fizinių mokslų tyrimų taryba), kad paremtų projektą „Lab in a bubble“.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Nuodingos kempinės apsaugo nuodingus paukščius ir varles nuo savo toksinų

Auksinė nuodų varlė, Phyllobates terribilis. Kreditas: Chris Wellner, Smithsonian nacionalinis zoologijos sodas Kalifornijos universiteto, San Francisko (UCSF), Stanfordo universiteto ir Kalifornijos mokslų akademijos (CAS)...

Didelė pažanga švarios energijos kuro elementų reakcijų srityje

Žinant geležies atomų tankį ir vietos dinamiką, pasiekiamas efektyvumo lygis kuro elementų oksidacijos reakcijoje, kuri niekada nebuvo realizuota. Kreditas: Teksaso universitetas Austine /...

Astronomai atranda mažytę uolėtą planetą – tik pusę Veneros masės

Šis grafinis simbolis rodo L 98-59b, vieną iš L 98-59 35 šviesmečių sistemos planetų. Sistemoje yra keturios patvirtintos uolienų planetos, kurios gali atsirasti...

Du antihipertenziniai vaistai apsaugo nuo tos pačios širdies ligos, bet skirtingo šalutinio poveikio

Analizuojant beveik 3 milijonus pacientų, vartojusių pirmuosius kraujospūdį mažinančius vaistus, angiotenzino receptorių blokatoriai (ARB) buvo tokie pat geri kaip ir angiotenziną konvertuojančių fermentų (AKF)...

Ličio jonų akumuliatorių „įkūrėjas“ padeda savo atradimu išspręsti 40 metų senumo problemą

Ličio jonų akumuliatorių su SNS neutronais įkūrėjas patvirtino, kad katodo medžiaga (mėlyna) be ličio niobio oksido (šviesiai žalia) žymiai sumažino pirmojo ciklo energijos nuostolius...

Newsletter

Subscribe to stay updated.