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

«Слон во Вселенной. 100 лет в поисках темной материи» «Слон во Вселенной. 100 лет в поисках темной материи»

Как дисковые галактики сохраняют устойчивость

N+1
6 причин, почему ты не можешь перестать есть, даже если сыт 6 причин, почему ты не можешь перестать есть, даже если сыт

Вредные привычки, мешающие перестать переедать

Playboy
1647-летний можжевельник из Финляндии назвали старейшим древесным растением тундры и Европы 1647-летний можжевельник из Финляндии назвали старейшим древесным растением тундры и Европы

Старейший можжевельник из Финляндии рос с 260 по 1906 год

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
Психология стресса Психология стресса

Нашумевшее руководство по борьбе со стрессом и связанными с ним болезнями

kiozk originals
Итальянские ученые нашли эхолотом древнеримскую дорогу на дне Венецианской лагуны Итальянские ученые нашли эхолотом древнеримскую дорогу на дне Венецианской лагуны

Дорога могла быть частью большой транспортной сети Римской империи

N+1
6 причин, по которым мужчины уходят из семьи 6 причин, по которым мужчины уходят из семьи

По каким причинам мужчины разрушают свои браки чаще всего?

Psychologies
4 факта о тестостероне, которые должен знать каждый мужчина 4 факта о тестостероне, которые должен знать каждый мужчина

Пора узнать больше о тестостероне — важном компоненте твоего здоровья.

Playboy
Уловки водителей с номерами, и как за них наказывают Уловки водителей с номерами, и как за них наказывают

Какие махинации с номерами совершают водители, чтобы не платить штрафы?

РБК
Безумные завещания, которые оставили после себя известные люди Безумные завещания, которые оставили после себя известные люди

Самые необычные завещания знаменитостей

Maxim
«Я снова мама»: как решиться на беременность после потери ребенка «Я снова мама»: как решиться на беременность после потери ребенка

Как не потерять веру и найти в себе силы для планирования новой беременности

Psychologies
Сумеречный сон и партнерские роды: как Елизавета II рожала своих четырех детей Сумеречный сон и партнерские роды: как Елизавета II рожала своих четырех детей

Королева Елизавета II – удивительная женщина

Cosmopolitan
Упустила рынок цифровых фотоаппаратов, потеряла госконтракт и переключилась на производство лекарств: история Kodak Упустила рынок цифровых фотоаппаратов, потеряла госконтракт и переключилась на производство лекарств: история Kodak

Почему сегодня Kodak — химпредприятие

VC.RU
Синдром раздраженного кишечника: 4 самых распространенных симптома Синдром раздраженного кишечника: 4 самых распространенных симптома

Как распознать у себя синдром раздраженного кишечника?

Cosmopolitan
Дана Борисова, Гуф, Тима Белорусских и другие звезды, попавшиеся на наркотиках Дана Борисова, Гуф, Тима Белорусских и другие звезды, попавшиеся на наркотиках

Публичные люди, открыто заявившие о своих проблемах с наркотиками

Cosmopolitan
В домашних условиях: как приготовить чак-чак дома В домашних условиях: как приготовить чак-чак дома

Правильный рецепт и секреты приготовления легендарного татарского угощения

Вокруг света
Климат-контроль: стоит ли российским экспортерам бояться углеродного налога ЕС Климат-контроль: стоит ли российским экспортерам бояться углеродного налога ЕС

Что выиграют российские компании от мер ЕС по сокращению парниковых выбросов

Forbes
Наполеон Орлёнок: прерванный полёт Наполеон Орлёнок: прерванный полёт

В 1811 году у Наполеона Бонапарта родился долгожданный наследник

Дилетант
История немецкой философии — в биографиях четырех крупнейших философов XX века: фрагмент книги Вольфрама Айленбергера «Время магов» История немецкой философии — в биографиях четырех крупнейших философов XX века: фрагмент книги Вольфрама Айленбергера «Время магов»

Глава из книги «Время магов. Великое десятилетие в философии 1929−1939»

Esquire
Сыновьям потакают больше, чем дочерям: правда ли это? Сыновьям потакают больше, чем дочерям: правда ли это?

Замечали ли вы, что многие родители относятся к сыновьям более снисходительно?

Psychologies
Горячая линия Горячая линия

Как влияет жара и переизбыток солнца на нервную систему и наше настроение

Лиза
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
Ксения Драгунская. «Как выплакать тебя из сердца, скажи?» Ксения Драгунская. «Как выплакать тебя из сердца, скажи?»

Ксения Драгунская была удивительным человеком — щедрым, радостным, добрым

СНОБ
Зачем в космосе нужны цветы Зачем в космосе нужны цветы

Какие земные растения уже побывали на орбите, и зачем они там понадобились?

Популярная механика
Любимые женщины звезд комедии «Ночная смена»: Яглыча, Деревянко, Глушко и других Любимые женщины звезд комедии «Ночная смена»: Яглыча, Деревянко, Глушко и других

Актеры фильма «Ночная смена» связали свою жизнь с яркими девушками

Cosmopolitan
«Если бы у Skype и Teamspeak появился ребенок со сверхспособностями, которых не было у его родителей»: история Discord «Если бы у Skype и Teamspeak появился ребенок со сверхспособностями, которых не было у его родителей»: история Discord

Discord задумывался как сервис для геймеров, но им заинтересовалась все

VC.RU
Стесняюсь спросить: 18 важных вопросов тренеру по боксу (и еще один) Стесняюсь спросить: 18 важных вопросов тренеру по боксу (и еще один)

Чем бокс отличается от других боевых искусств и поможет ли он похудеть?

Esquire
Одна вокруг света: российские волонтеры в Гватемале Одна вокруг света: российские волонтеры в Гватемале

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

Forbes
Как не угодить в юридическую ловушку маркетплейса. Чек-лист для производителей и поставщиков от юристов Как не угодить в юридическую ловушку маркетплейса. Чек-лист для производителей и поставщиков от юристов

Несколько пунктов в офертах маркетплейсов, которые могут подпортить вам жизнь

Inc.
Алханай: где находятся российские врата в Шамбалу Алханай: где находятся российские врата в Шамбалу

Мало кто знает, что путь к Шамбале можно найти в России

Вокруг света
Открыть в приложении