Ֆիզիկոսները կոմպակտ ռենտգենյան լազերի սխեմա են առաջարկել

Ամերիկյան ֆիզիկոսները նուրբ ռենտգենյան ճառագայթման կոմպակտ աղբյուրի սխեմա են առաջարկել։ Գիտական հոդվածը տպագրվել է Science պարբերականում, որի համառոտ բովանդակությունը ներկայացնում է Nature News-ը։

Աշխատանքի հիմքում ընկած է այսպես կոչված բարձր հարմոնիկների գեներացիայի էֆեկտը, որի էությունը հետևյալն է. նյութը ճառագայթահարվում է էլեկտրամագնիսական ճառագայթների կոհերենտ փնջով (լազերի իմպուլսով)։ Այն կլանվում է, ինչից հետո նյութնը ինքնին սկսում է արձակել ավելի կարճալիք կոհերենտ էլեկտրամագնիսական փնջեր։

Էֆեկտը հայտնի է շատ վաղուց։ Օրինակ, քվարցի բյուրեղը կարմիր լազերով ճառագայթելուց այն կոհերենտ ճառագայթում է ուլտրամանուշակագույն տիրյութում (ճիշտ է՝ ավելի թույլ)։ Նմանապես, արդեն երկար ժամանակ է՝ գիտնականները ենթադրում են, որ այս էֆեկտը կարելի է կիրառել կարճալիք լազերային ճառագայթման կոմպակտ սարքերի նախագծման համար։ Ժամանակակից ռենտգենյան լազերներն օգտագործում են հսկայական արագացուցիչներ, ինչն ամեն լաբորատորիա չէ, որ կարող է իրեն թույլատրել։

Նոր աշխատանքի հեղինակներին հաջողվել է գործնականում ցուցադրել այդ էֆեկտի կիրառական հնարավորությունը։ Որպես ճառագայթվող օբյեկտ է վերցվել բարձր ճնշման հելիումը։ Միջինում, այն աշխատում է 1:5000 էֆեկտիվությամբ, այսինքն՝ յուրաքանչյուր 5000 ինֆրակարմիր ֆոտոն կարողանում են գեներացնել միայն 1 ռենտգենյան ֆոտոն։

Հետազոտողների խոսքերով, սարքի էֆեկտիվ աշխատանքը հնարավոր է դարձել հելիումում ճնշման ավելացման շնորհիվ։ Հատկանշական է, որ տեսական աշխատանքները ցույց էին տալիս, որ ճնշման աճը կարող էր բացասաբար անդրադառնալ ստացված փնջի որակի վրա, ինչ, սակայն, չի նկատվել։ Գիտնականները կարողացել են գնահատել նաև սարքավորման մոտավոր արժեքը. այն կարժենա մոտ 1 միլիոն դոլար։

Աշխարհում առաջին կոշտ-ռենտգենյան լազերը գործարկվել է 2009 թվականին։ Այն ստացել է կոհերեն լույսի գծային աղբյուր անվանումը (Linac Coherent Light Source կամ LCLS), որի ալիքի երկարությունը կազում է 0.15 նանոմետր։ Ռենտգենյան լազերները կիրառվում են գերարագ պրոցեսների ուսումնասիրություններում, ինչպես նաև այնպիսի կառուցվածքների հետազոտություններում, որոնք անհասանելի են այլ միջոցների համար։ Օրինակ, 2011-ի փետրվար ամսին, Nature պարբերականում լույս տեսավ հոդված մեմբրանային սպիտակուցների կառուցվածքի ուսումնասիրության մասին, ինչը հնարավոր էր դարձել միայն LCLS-ի կիրառության շնորհիվ։