Физики сняли на видео распространение ударной волны в меди

Физики Национальной ускорительной лаборатории SLAC в США сделали видео распространения ударной волны в тонкой медной пластине с фемтосекундным (10^-15) временным разрешением. Статья ученых появилась в Science.

В рамках работы ученые облучали медную пластинку толщиной в один микрон (10^-6 метра) лазерным импульсом. В результате в некоторых точках пластинки создавалось давление до 73 гигапаскаль. Для сравнения, давление в центре Земли может достигать 360 гигапаскаль. Импульсы вызывали эластичные колебания решетки с частотой порядка 10⁹ герц.

Чтобы увидеть изменения в кристаллической решетке меди на атомарном уровне, ученые использовали фемтосекундные импульсы рентгеновского излучения, создаваемые ускорителем лаборатории SLAC. Наблюдая за картиной рассеяния этих волн, ученые получили данные об изменениях в решетке. Им удалось, например, в деталях рассмотреть процесс перехода от эластичной деформации к неэластичной (по сути, эти процессы описываются разными теориями).

В свою очередь из дифракционных картин ученые сделали видео.

По словам физиков, полученные ими результаты подтверждают многие выводы, сделанные теоретически и на основе численного моделирования. При этом исследователи говорят, что аналогичным образом исследовали титан и железо — данные этих экспериментов сейчас анализируются.

Для работы использовался рентгеновский лазер LCLS. В этом лазере источником рентгеновского излучения являются движущиеся с релятивистскими скоростями в магнитном поле электроны. Впервые этот лазер заработал в апреле 2009 года.