Skip to main content

CONSTRUCTION AND OPTIMIZATION OF A NOVEL, ULTRA-COMPACT, ULTRA-FAST HARD X-RAY COHERENT SOURCE

Article Category

Article available in the folowing languages:

Kompaktowy laser produkuje jasne promienie X

Naukowcy finansowani przez UE opracowali kompaktowe koherentne źródło światła wytwarzające ultraszybkie impulsy promieni X w wyniku połączenia generacji wysokiej harmonicznej (HHG) i metod przyspieszania elektronów.

Technologie przemysłowe

Akceleracja oparta o wzbudzone pole, w której impuls laserowy zapoczątkowuje falę elektronową w plazmie (LWFA), stanowi idealne rozwiązanie do budowy akceleratorów gigaelektronwoltowych (GeV) niewielkich rozmiarów, które wytwarzają bardzo jasne wiązki elektronów o długości zaledwie kilku femtosekund. Takie akceleratory wykorzystują duże wzbudzenia elektrostatyczne pozostawione po intensywnych impulsach optycznych, które przechodzą przez plazmę. Pole elektryczne w plazmie może dochodzić aż do 100 GeV/m, co oznacza rzędy wielkości większe niż w konwencjonalnej technologii akceleratorów. W przeciwieństwie do tego, HHG wymaga dużo niższych laserowych pól elektrycznych. Target (gaz) jest iluminowany stosunkowo intensywnym impulsem laserowym i emituje wysoką harmoniczną wiązki generacji. W finansowanym przez UE projekcie NOVELXSOURCE (Construction and optimization of a novel, ultra-compact, ultra-fast hard X-ray coherent source), naukowcy połączyli oba mechanizmy (LWFA i HHG) do wytworzenia twardego promieniowania X. Korzystając z nowo opracowanego systemu laserowego najpierw wygenerowali relatywistyczne elektrony przy użyciu mechanizmu LWFA i wytworzyli wiązki protonów wysokiej harmonicznej z targetu gazowego. Propagując dwie wiązki w przeciwnych kierunkach, zespołowi udało się wytworzyć ultrakompaktowe, ultraszybkie koherentne źródło promieniowania X o wysokiej energii. Takie mieszczące się na blacie stołu źródło ma wiele różnych zastosowań od próbkowania gorącej gęstej materii do obrazowania dla celów medycznych o wysokiej rozdzielczości i szybkości. Wiązki elektronów NOVELXSOURCE przyspieszono do energii rzędu 2 GeV, co stanowi nowy europejski rekord. Takie elektrony o wysokiej energii pozwoliły na uzyskanie po raz pierwszy obrazowania o wysokiej rozdzielczości dużych próbek biologicznych.

Słowa kluczowe

Promienie X, ultra szybki, generacja wysokiej harmonicznej, akceleracja LWFA, NOVELXSOURCE

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania