Российские учёные создают сверхбыстрый способ работы рентген-лазера

Рентгеновские лазеры на свободных электронах ЛСЭ открывают новые возможности для изучения материалов и квантовых процессов. Один из крупнейших таких лазеров — Европейский XFEL — расположен под землёй и имеет длину 1,7 километра. В нём пучок электронов разгоняется почти до скорости света и проходит через специальные магнитные устройства — ондуляторы. Электроны в них излучают фотонный свет, который усиливается, создавая невероятно яркий и мощный луч.



Российские исследователи из Новосибирска предложили способ быстро менять поляризацию лазерного света — направление колебаний волн. Теоретически поляризацию можно менять внутри одного импульса до триллиона раз в секунду. Для этого электронный пучок проходит через два ондулятора, создавая два импульса с разной поляризацией. Суммарная поляризация зависит от разницы фаз, что позволяет учёным изучать сложные материалы с очень быстрыми квантовыми процессами и даже наблюдать, как ведут себя электроны в необычных кристаллических структурах.

Учёные уже смоделировали процесс на компьютере и планируют в ближайшие годы проверить расчёты экспериментально. Если всё подтвердится, XFEL сможет работать в новом «сверхбыстром» режиме, открывая возможности для новых экспериментов и исследований.

Россия активно участвует в проекте с самого начала. Учёные ИЯФ СО РАН разработали оборудование для ускорителя, включая криогенные стенды, вакуумные камеры и системы питания электромагнитов. Кроме того, российские исследователи формируют научные концепции, которые могут изменить подход к экспериментам на лазерах такого типа, укрепляя роль страны в международной программе XFEL.

Читайте также: