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

Женщина с иммуносупрессией заразилась кошачьей бактерией Женщина с иммуносупрессией заразилась кошачьей бактерией

Врачи сообщили о редком случае инфекции, вызванной бактерией Mycoplasma arginini

N+1
Мой до дыр! Мой до дыр!

10 самых распространенных ошибок при уборке, которые делают почти все

Лиза
Окислительное присоединение на палладии прошло по радикальному механизму Окислительное присоединение на палладии прошло по радикальному механизму

Представление о реакции окислительного присоединения на палладии было неполным

N+1
Последнее слово: 4 преступления, раскрытых признаниями на смертном одре Последнее слово: 4 преступления, раскрытых признаниями на смертном одре

Признание на смертном одре — всё как в детективе, только по-настоящему

Вокруг света
«Средневековье в латах» «Средневековье в латах»

Как умирали и какие раны наносили друг другу средневековые воины

N+1
Всё достижимо Всё достижимо

Топ-менеджер крупнейших российских компаний вдруг занялся пауэрлифтингом

Robb Report
Нервничаете перед «выходом в люди»? Вот что может помочь Нервничаете перед «выходом в люди»? Вот что может помочь

Вам предстоит большое совещание или корпоратив? Как подготовиться к событию

Psychologies
Инбридинг и гемолитическая болезнь плода повлияли на вымирание неандертальцев Инбридинг и гемолитическая болезнь плода повлияли на вымирание неандертальцев

Генетики проанализировали четыре древних генома архаичных людей

N+1
Почему ходьба жизненно необходима и сколько нужно гулять в день Почему ходьба жизненно необходима и сколько нужно гулять в день

Прогулка — самый простой источник радости и смысла, уверен Эрлинг Кагге

РБК
Бьюти-вундеркинды: как живут и сколько зарабатывают известные дети-визажисты Бьюти-вундеркинды: как живут и сколько зарабатывают известные дети-визажисты

Дети-мейкаперы владеют кистями ничуть не хуже старших коллег

Cosmopolitan
Миноискатель, амфибия и «Рюрик»: самые необычные версии УАЗ-469 Миноискатель, амфибия и «Рюрик»: самые необычные версии УАЗ-469

Невероятные модификации легендарного советского внедорожника УАЗ

РБК
Всегда новый iPhone или Samsung без кредита: интервью с создателем подписки на технику в России Всегда новый iPhone или Samsung без кредита: интервью с создателем подписки на технику в России

Проект, который позволяет подписываться на технику и менять её на новую

VC.RU
Уход за пожилыми людьми: 5 лайфхаков, которые упростят жизнь Уход за пожилыми людьми: 5 лайфхаков, которые упростят жизнь

Ухаживать за пожилыми людьми – непростой ежедневный труд

Cosmopolitan
5 сюрпризов самого большого «Кадиллака» 5 сюрпризов самого большого «Кадиллака»

Новый Escalade пришел, чтобы править

Maxim
Владислав Мамышев-Монро: Верни мне жизнь Владислав Мамышев-Монро: Верни мне жизнь

«Цветик-семицветик» — проект-исследование творчества Владислава Мамышева-Монро

СНОБ
Гладкий я: эволюция эпиляции от Нефертити до наших дней Гладкий я: эволюция эпиляции от Нефертити до наших дней

Как в разные эпохи девушки избавлялись от волос на теле?

Cosmopolitan
Собственный корреспондент «Вокруг света» в Забайкалье: поиски и обретения Николая Янькова Собственный корреспондент «Вокруг света» в Забайкалье: поиски и обретения Николая Янькова

История журналиста, писатель и фотографа Николая Янькова

Вокруг света
Почему вам стоит чаще ругаться с партнером и как делать это правильно Почему вам стоит чаще ругаться с партнером и как делать это правильно

Как научиться ссориться грамотно?

Psychologies
Пенницы всосали сок растений под рекордным давлением больше одного мегапаскаля Пенницы всосали сок растений под рекордным давлением больше одного мегапаскаля

Это навык позволяет пенницам кормиться соком ксилемы

N+1
Оригинал или подделка? 6 критериев выбора сумки Michael Kors Оригинал или подделка? 6 критериев выбора сумки Michael Kors

Рассказываем об особенностях аутентичных аксессуаров Michael Kors

Cosmopolitan
Как разрешить конфликт на работе, если вы не согласны с начальником Как разрешить конфликт на работе, если вы не согласны с начальником

Как разбираться с трудовыми конфликтами?

Psychologies
Золотые песни Давида Тухманова Золотые песни Давида Тухманова

Главные песни Давида Тухманова — великого хитмейкера СССР

Maxim
7 способов говорить легко и непринужденно в любой ситуации 7 способов говорить легко и непринужденно в любой ситуации

Эти хитрости помогут вам говорить легко и ярко

Psychologies
Чем отличается кожа мужчин и женщин, и почему мужчинам тоже нужен ежедневный уход Чем отличается кожа мужчин и женщин, и почему мужчинам тоже нужен ежедневный уход

Чем отличается мужская кожа и как правильно за ней ухаживать

Популярная механика
Летающие машины и стеклянные дирижабли: о чем в детстве мечтали миллиардеры из списка Forbes Летающие машины и стеклянные дирижабли: о чем в детстве мечтали миллиардеры из списка Forbes

О чем мечтали миллиардеры, когда были маленькими

Forbes
Как общаться с нетактичными людьми: 5 действенных стратегий Как общаться с нетактичными людьми: 5 действенных стратегий

Как защититься и добиться своего в общении с непростыми людьми

Psychologies
Сын потратил $1800 в мобильной игре, и его отцу пришлось продать машину Сын потратил $1800 в мобильной игре, и его отцу пришлось продать машину

Оказывается, мобильные игры вредны не только для детей, но и для родителей

Psychologies
Когда на Земле не останется ископаемого топлива Когда на Земле не останется ископаемого топлива

Многие правительства рассматривают переход на новые виды топлива

Популярная механика
«Я должна держаться на расстоянии от мужа, потому что моя сестра влюблена в него» «Я должна держаться на расстоянии от мужа, потому что моя сестра влюблена в него»

Наша героиня оказалась перед выбором: ее личная жизнь или чувства сестры

Psychologies
Трехслойная Конституция: как Кремль использовал поправки 2020 года для укрепления своей власти Трехслойная Конституция: как Кремль использовал поправки 2020 года для укрепления своей власти

Как новая Конституция позволила начать идеологическую и политическую ревизию

Forbes
Открыть в приложении