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Project "famto": ultra-fast atomic movie tools 100 femtosecond time-resolved diffraction installations for the study of ultrafast transient structural changes

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Los rayos X reciben un impulso de 100 femtosegundos

Las fuentes de rayos X, procedentes de la luz de un sincrotrón o de un láser, constituyen unas herramientas bien definidas para estudiar las estructuras moleculares y otras estructuras microscópicas en el campo de la biología, la química y la física de la materia condensada. El proyecto europeo FAMTO ha desarrollado un láser de rayos X con un tiempo de resolución mucho más rápido que hace posibles nuevas aplicaciones de investigación en el estudio de los cambios transitorios y la dinámica de reacciones ultrarrápidas.

El proyecto FAMTO abordó el doble reto de mejorar el rendimiento, en lo que se refiere a la resolución temporal, y el acceso insuficiente a las infraestructuras, como instalaciones de láser a gran escala, sincrotrones y fuentes de rayos X. La solución toma la forma de una terminal de investigación capaz de proporcionar una resolución temporal de rayos X de subpicosegundos (ps). La tecnología desarrollada por el proyecto supondrá una alternativa a la demanda de disponibilidad limitada de generadores de haces por parte de la investigación multidisciplinaria y las nuevas aplicaciones. La terminal de trabajo de rayos X es capaz de realizar experimentos de difracción con una resolución temporal de 100 femtosegundos (fs). Un femtosegundo es una millonésima parte de un nanosegundo. La terminal ultrarrápida incluye un láser potente (diez megajulios - 10mJ) y rápido (50fs con una repetición de 1kHz) y una fuente de rayos X que también funciona a 1kHz. Los rayos X producidos son concentrados por un cristal toroidal en una muestra situada en un difractómetro de rayos X. Posteriormente se puede usar un tubo de rayos X normal para comprobar las mediciones convencionales y establecer la orientación con un detector Saphire II. Una vez establecida, la muestra puede someterse a experimentos de investigación de rayos X visibles por bombeo, empleando una fuente ultrarrápida de rayos X y un detector Princeton de rayos X contador de fotones. El brazo detector se puede mover 180° para poder realizar experimentos de difracción en cualquier dirección cristalográfica, con ayuda de la geometría de Bragg y Laue. El equipo del proyecto subraya la necesidad de obtener más recursos y ayuda europea para continuar desarrollando el prototipo. El desarrollo presenta un potencial enorme para mejorar el funcionamiento y poder realizar experimentos a velocidades superiores.

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