Gebogen Kristalle für die Lenkung von Energie
Röntgen- und Gammastrahlung werden für eine Anzahl von Bilderzeugungs- und Engineering-Techniken verwendet. Ein neuartiger Weg, harte Röntgenstrahlen und Gammastrahlung zu generieren, besteht darin, hochenergetische Teilchen in einen kristallinen Undulator mit deformierten kristallographischen Ebenen zu lenken. Die Kristalle können geladenen Teilchen effektiver steuern als derzeit verwendete Supraleiter-Magneten. EU-finanzierte Wissenschaftler untersuchen die Möglichkeiten von kristallinen Undulatoren im Rahmen des Projekts CUTE (Crystalline undulator: Theory and experiment). Elektromagnetische Strahlung im gesamten Spektrum bewegt sich in Wellen; die Ebenen eines Kristalls zu biegen oder zu deformieren ermöglicht es dem Kristall, diese Wellen zu induzieren oder umzuleiten. Die Forscher erzeugten kristalline Undulatoren mit verschiedenen fortgeschrittenen chemischen Techniken. Danach wurde jeder einzelne produzierte Kristall charakterisiert, um deren Stärken und Schwächen zu untersuchen. Die Wissenschaftler entwickelten außerdem Modelle zur Beschreibung der physikalischen Prozesse, die das Biegen von Kristallen regeln, und Simulationen von Partikelkanalisierung durch periodisch oder gleichförmig gebogene Strukturen. Darüber hinaus erstellte CUTE aus diesen verschiedenen Modellen ein Toolkit mit der Bezeichnung DYNACHARM++, das Forscher verwenden können, um Wechselwirkungen zwischen hochenergetischen Teilchen und kristallinen Undulatoren vorherzusagen. Die Erkenntnisse aus CUTE werden helfen, Fertigungsprozesse zu optimieren und zu neuartigen Licht- und Röntgenquellen für eine Reihe von Anwendungen führen. Die Projektergebnisse sollten breite Anwendung in Optoelektronik, Biomedizin, Sicherheit und anderen Bereichen finden.
Schlüsselbegriffe
Kristalline Undulatoren, Gammastrahlung, Bildverarbeitung, Maschinenbau, hochenergetische Teilchen
