Ускоритель в SLAC. Фото с сайта организации

Физики сделали первый атомный рентгеновский лазер

Схема работы обычного лазера выглядит следующим образом: между двумя зеркалами - полупрозрачным и непрозрачным - находится активная среда (это может быть газ, жидкость, твердое тело). При помощи некоторого процесса, - например, электрическим разрядом в газовых лазерах, - происходит накачка среды энергией. После этого в среде лавинообразно возникает излучение, поскольку возникающие фотоны заставляют атомы излучать еще фотоны. Часть излучения оказывается заперта между зеркалами для поддержания процесса, а часть выходит в виде лазерного луча.

Подобным методом были получены лазеры разных типов, однако, в рентгеновском диапазоне получить такие лазеры не удавалось. В рамках новой работы ученые впервые смогли сделать это. В качестве активной среды выступал газ неон, а для накачки использовался лазер LCLS.

Источник когерентного света, получаемого при помощи линейного ускорителя, (Linac Coherent Light Source или LCLS) с длиной волны 0,15 нанометра заработал еще в 2009 году, став первым в мире рентгеновским лазером (по крайней мере, в гражданских, а не военных лабораториях) со столь малой длиной волны. В нем источником рентгеновского излучения являются пучки электронов из 3-километрового линейного ускорителя SLAC, проходящие через ондуляторы - приборы, создающие переменное магнитное поле.

В подобной системе контролировать характеристики луча на выходе довольно сложно. Например, некоторые параметры пучков LCLS были получены экспериментальным путем только в сентябре 2011 года. Тогда ученым удалось вычислить пространственную и временную когерентность пучка. Одним из преимуществ нового лазера является возможность контроля многих параметров, которой не было у LCLS.

Ссылки по теме
- Физики измерили характеристики первого в мире рентгеновского лазера – Lenta.ru, 03.10.2011
- Физики научились видеть прежде невидимые белки – Lenta.ru, 04.02.2011
- Россия профинансирует новый европейский лазер на свободных электронах – Lenta.ru, 23.07.2009
- Рентгеновский лазер прошел первые испытания – Lenta.ru, 22.04.2009
- Ученые создали "рентгеновский" лазер – Lenta.ru, 13.03.2008