Пробив в областта на лазерите открива нови възможности за използване на рентгеновите лъчи

Група учени от Съединените щати е създала много необичаен вид светлинен лъч – лъч на Поанкаре, като за първи път е постигнала това с помощта на лазер със свободни електрони. Технологията, която позволява да се изследват материалите с един-единствен бърз проблясък, според разработчиците би трябвало да допринесе за прогреса в областта на високопроизводителните изчисления, като например компютърните чипове от следващо поколение.

„Това е значителна стъпка напред“, заяви Ерик Хемсинг от Националната ускорителна лаборатория SLAC. – Лъчите на Поанкаре ни позволяват да изучаваме материалите по нов начин, като улавяме сложните модели на поведение в един импулс. Интересно е да си представим какво ще направят изследователите с това.“

Лъчите на Поанкаре съчетават множество поляризации на светлината – различните посоки, в които осцилират светлинните вълни – в един импулс, който формира сложни модели. Учените могат да го използват, за да получат ценна информация за материалите в един кратък миг, вместо в няколко сканирания, спестявайки време и улавяйки бързите промени в материалите в момента на възникването им.

Екипът е получил лъча на Поанкаре, като е използвал две секции от специални магнити – ондулатори – които карат електроните да осцилират, създавайки светлина. Това води до образуването на два отделни светлинни лъча, всеки със собствена вълнова структура и поляризация. Чрез внимателното им наслагване един върху друг изследователите създадоха един лъч с различни поляризационни структури по неговата повърхност, пише Stanford News.

Резултатът е стабилен лъч с равномерно разпределение на поляризациите по време на разпространението му. Чрез регулиране на синхронизацията между двата съставни лъча изследователите накарали поляризацията на лъча да се усуче по повърхността му в спираловидна форма. След това те изследвали структурата му и определили къде в лъча се проявява всеки тип поляризация.

Въпреки че експериментът е проведен в крайния ултравиолетов диапазон, откритието дава възможност за създаване на такива лъчи в рентгеновия диапазон. Учените се надяват, че бъдещите експерименти с най-мощния рентгенов лазер за свободни електрони LCLS ще разкрият още по-фини нюанси в поведението на атомите и молекулите.