Физики смогут расширить область применения плазменных ускорителей

N+1Наука

Плазменный ускоритель использовали в лазере на свободных электронах

Никита Козырев

Поперечный профиль пучка электронов на выходе из ондулятора. Wentao Wang et al. / Nature, 2021

Китайские физики использовали плазму в качестве ускорительной части лазера на свободных электронах. На созданной установке ученые научились получать мощные и короткие пучки когерентного рентгеновского излучения. Такой результат подтверждает, что плазменные ускорители можно использовать для создания компактных лазеров на свободных электронах. По мнению авторов статьи, опубликованной в Nature, это позволит расширить область применения лазеров на свободных электронах, которые пока что создают только на основе громадных и дорогих радиочастотных ускорителей.

Масштаб предметов и временных отрезков, за которыми в состоянии наблюдать человек, определяется длиной волны и длительностью направленного на объект пучка излучения. Это обусловлено тем, что любая волна (а на самом деле — и частица) не может быть использована для наблюдения за предметами, размер которых меньше, чем длина этой волны (в случае частицы — волны Де Бройля). Поэтому, к примеру, простой оптический микроскоп невозможно использовать для изучения объектов размером меньше нескольких микрометров: свет просто «не заметит» такой предмет, так как длина волны видимого излучения не превышает 800 нанометров.

Поэтому для наблюдения за микроскопическими объектами или процессами ученые вынуждены уменьшать длину волны используемого для этого излучения. Один из способов добиться этого — использовать быстрые электроны, которые интенсивно излучают фотоны при ускоренном движении. Именно на этом принципе основаны лазеры на свободных электронах: в них электроны сначала ускоряют до высоких энергий, а потом пропускают через ондулятор — набор магнитов, который заставляет электроны двигаться по синусоидальной траектории. В процессе такого движения электроны производят излучение, длина волны которого пропорциональна пространственному периоду их колебаний и обратно пропорциональна квадрату их энергии.

Таким образом ученые могут получать короткие (вплоть до фемтосекунд) импульсы мощного когерентного рентгеновского излучения. Такие характеристики позволяют использовать их для изучения самых разных объектов и процессов на очень малых пространственных и временных масштабах в рамках химии, структурной биологии и других областей. Но главным препятствием для повсеместного использования лазеров на свободных электронах остается их дороговизна и размер. Для того чтобы разогнать электроны до необходимых нескольких гигаэлектронвольт,

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

«Джеймс Уэбб» рассмотрел звездные скопления в далеком аналоге зародыша Млечного Пути «Джеймс Уэбб» рассмотрел звездные скопления в далеком аналоге зародыша Млечного Пути

Телескоп рассмотрел звездные скопления в галактике-аналоге Млечного Пути

N+1
Мелатонин для сна: подходит не всем и может навредить Мелатонин для сна: подходит не всем и может навредить

Как правильно принимать мелатонин и как это делать, чтобы не навредить здоровью

Cosmopolitan
Почему уличные фонари в основном излучают желтый и оранжевый свет? Почему уличные фонари в основном излучают желтый и оранжевый свет?

Почему цвет фонарей на улицах не меняют уже столько лет?

ТехИнсайдер
Одна вокруг света: город духов в джунглях и озеро с крокодилами Одна вокруг света: город духов в джунглях и озеро с крокодилами

128-я серия о кругосветном путешествии москвички Ирины Сидоренко: Гватемала

Forbes
Как понимать картины в музее: простые советы от искусствоведа Как понимать картины в музее: простые советы от искусствоведа

Как правильно воспринимать произведения искусства?

Psychologies
Как продать все, не имея ничего Как продать все, не имея ничего

Дропшипперы, сервисные партнеры и селлеры. Кто реально продает на маркетплейсах

Эксперт
Цемент-2 Цемент-2

Рассказ Дмитрия Захарова, в котором героиня проходит абсурдные собеседования

Esquire
Смогут ли роботы заменить домашних животных Смогут ли роботы заменить домашних животных

Вытеснят ли удобные роботы четвероногих питомцев из наших сердец?

Популярная механика
Кому принадлежит Байкал Кому принадлежит Байкал

Байкал — личные трагедии, частная инициативы и нарушения интересов природы

Эксперт
Мужчина неожиданно захотел вернуть отношения: зачем ему это? Мужчина неожиданно захотел вернуть отношения: зачем ему это?

Почему бывший внезапно готов дать отношениям второй шанс?

Psychologies
Тату-мастерица Марина Крассовка — о свежих трендах среди мужчин, хейте из-за татуировок на женском теле и парных рисунках Тату-мастерица Марина Крассовка — о свежих трендах среди мужчин, хейте из-за татуировок на женском теле и парных рисунках

Восемь вопросов, много интересной информации... и смелая фотосессия

Playboy
Геном современных людей оказался уникален на 1,5–7 процентов Геном современных людей оказался уникален на 1,5–7 процентов

Большая часть генетических изменений в человеке произошла 630 тысяч лет назад

N+1
Призма шпиономании. Главные вопросы о деле Ивана Сафронова спустя год после ареста Призма шпиономании. Главные вопросы о деле Ивана Сафронова спустя год после ареста

Что известно о деле Ивана Сафронова

СНОБ
Домашнее насилие и целомудрие до свадьбы: личная жизнь звезд фильма «Батальонъ» Домашнее насилие и целомудрие до свадьбы: личная жизнь звезд фильма «Батальонъ»

В жизнях актеров военной драмы «Батальонъ» кипят страсти

Cosmopolitan
Работа Федота Работа Федота

Сказки для чтения на отдыхе от Валерия Печейкина

Esquire
8 потрясающих музеев со всего мира: от их архитектуры захватывает дух 8 потрясающих музеев со всего мира: от их архитектуры захватывает дух

8 музеев, разглядывать экстерьер которых не менее интересно, чем их экспонаты

Playboy
Солнечный круг: как безопасно загорать и чего опасаться? Солнечный круг: как безопасно загорать и чего опасаться?

Солнце – наш друг и враг одновременно. Какие опасные симптомы могут возникнуть?

Cosmopolitan
Копировала идеи и изводила сотрудников, но подняла рынки вне США: разбор «фабрики стартапов» Rocket Internet Копировала идеи и изводила сотрудников, но подняла рынки вне США: разбор «фабрики стартапов» Rocket Internet

Rocket Internet создала сотни рабочих мест и привлекла внимание к рынкам

VC.RU
Огромное железное ядро Меркурия могло появиться в результате воздействия Солнца Огромное железное ядро Меркурия могло появиться в результате воздействия Солнца

Массивное ядро ​​Меркурия может быть результатом мощного влияния Солнца

Популярная механика
Ушли в тень: почему хакерская группировка REvil свернула свою деятельность Ушли в тень: почему хакерская группировка REvil свернула свою деятельность

Хакерская группировка REvil за 2020 год заработала $100 млн

Forbes
500 000 оригинальных машин вместо автохлама 500 000 оригинальных машин вместо автохлама

Как продавался АвтоВАЗ, как создавался Aurus и какого сегмента недостает России

Эксперт
Любовные сцены и «Оскар»: удивительные факты о фильме «Москва слезам не верит» Любовные сцены и «Оскар»: удивительные факты о фильме «Москва слезам не верит»

Судьбоносная картина режиссера Владимира Меньшова — «Москва слезам не верит»

Cosmopolitan
Cталинская библия. Лев Симкин: Как живые. Образы «Площади революции»: Знакомые и забытые Cталинская библия. Лев Симкин: Как живые. Образы «Площади революции»: Знакомые и забытые

Отрывки из книги «Как живые» Льва Симкина

СНОБ
Можно ли заразиться чумой в XXI веке Можно ли заразиться чумой в XXI веке

Стоит ли сегодня опасаться чумы?

Популярная механика
Бордели Третьего рейха: табуированная страница истории Бордели Третьего рейха: табуированная страница истории

Официально нацисты боролись с проституцией, на деле же сами ее поощряли

Maxim
Отменяем 5/2: особенности трудового законодательства в разных странах мира Отменяем 5/2: особенности трудового законодательства в разных странах мира

Заметные законодательные «рекорды» в области трудового права

Вокруг света
Как под копирку: 10 шагов к тому, чтобы стать такой же, как все Как под копирку: 10 шагов к тому, чтобы стать такой же, как все

10 способов замаскироваться под современные стандарты красоты

VOICE
Это вам на вырост Это вам на вырост

Дизайнер Вардуи Назарян придумала ткань, которая прорастает цветами

Harper's Bazaar
Подтяжка лица нитями: что нужно знать, перед тем как решиться Подтяжка лица нитями: что нужно знать, перед тем как решиться

Что предпочесть, если вы не готовы смириться с возрастными признаками

Cosmopolitan
Я ненастоящий: почему появляется синдром самозванца Я ненастоящий: почему появляется синдром самозванца

Что такое синдром самозванца?

Forbes
Открыть в приложении