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FP7

NOVELXSOURCE Risultato in breve

Project ID: 329859
Finanziato nell'ambito di: FP7-PEOPLE
Paese: Regno Unito

Produzione di raggi X intensi con un laser compatto

Gli scienziati finanziati dall’UE sono riusciti a sviluppare una sorgente di luce coerente e compatta producendo impulsi ultra-veloci di raggi X, grazie alla combinazione tra generazione di armoniche di ordine elevato (high-harmonic generation, HHG) e metodi di accelerazione degli elettroni.
Produzione di raggi X intensi con un laser compatto
L’accelerazione laser wakefield (laser wakefield acceleration, LWFA) è ideale per lo sviluppo di acceleratori gigaelettronvolt (GeV) utilizzabili su un piano, in grado di produrre fasci di elettroni molto luminosi, con durata di pochi femtosecondi. Tali acceleratori sfruttano le grosse scie elettrostatiche lasciate dagli intensi impulsi ottici che attraversano il plasma. Il campo elettrico nell’onda del plasma può raggiungere i 100 GeV/m, ovvero ordini di grandezza più elevati rispetto a quelli che si trovano nella convenzionale tecnologia degli acceleratori.

Al contrario, la HHG richiede campi elettrici laser molto inferiori. Un bersaglio (gas) viene illuminato con un impulso laser relativamente intenso ed emette armoniche di ordine elevato relative al fascio di generazione.

Nel progetto NOVELXSOURCE (Construction and optimization of a novel, ultra-compact, ultra-fast hard X-ray coherent source), finanziato dall’UE, gli scienziati hanno combinato entrambi i meccanismi (LWFA e HHG) per produrre raggi X duri.

Utilizzando il sistema laser di nuova concezione, è stato possibile in primo luogo generare elettroni relativistici attraverso il meccanismo LWFA, quindi produrre fasci di fotoni con armonica di ordine elevato, a partire dal gas bersaglio. Propagando i due fasci in direzioni opposte, il team ha prodotto una sorgente di raggi X coerente ultra-compatta, ultra-veloce e con energia elevata.

Tale sorgente utilizzabile su un piano vanta una grande varietà di applicazioni, le quali vanno dall’utilizzo come sonda della materia calda densa con alta risoluzione, all’immaginografia medica ultra-veloce. I fasci di elettroni ottenuti nell’ambito del progetto NOVELXSOURCE sono stati accelerati a energie dell’ordine di 2 GeV, il che rappresenta un nuovo record europeo. Tali elettroni ad alta energia hanno reso possibile un’acquisizione di immagini ad alta risoluzione senza precedenti in relazione a grandi campioni biologici.

Informazioni correlate

Keywords

Raggi X, ultraveloce, generazione di armoniche di ordine elevato, accelerazione laser wakefield, NOVELXSOURCE
Numero di registrazione: 191009 / Ultimo aggiornamento: 2017-02-07