Первые в мире энергии лазера рентгеновских лучей

Лазер рентгеновских лучей может походить на что-то, что Вы только нашли бы в фильме о Джеймсе Бонде, но ученые сделали устройство реальностью. Сегодня, физики в Национальной ускорительной лаборатории SLAC в Менло-Парке, Калифорния, объявили, что они уговорили испытательные лучи из своего Источника когерентного света линейного ускорителя (LCLS), первый лазер, работающий в «твердых» длинах волны рентгеновских лучей. С дальнейшей обработкой LCLS мог бы быть в состоянии определить структуру протеина путем уничтожения просто единственной молекулы с ее лучом; это также могло бы быть в состоянии сжать вопрос к высокому давлению и температурам для моделирования условий в центрах планет.

Рентгеновские лучи являются ключевыми для исследования структуры на уровне атомов материалов. В последние десятилетия физики построили чрезвычайно интенсивные источники рентгеновских лучей, которые были благом для физики конденсированного вещества, материаловедения и структурной биологии. Эти источники полагаются на круглые ускорители частиц, названные синхротронами; частицы, циркулирующие в них, излучают фотоны рентгеновских лучей, поскольку они кружатся вокруг. LCLS мог в конечном счете быть в миллиард раз более ярким, чем эти источники. К тому же, это произведет добросовестные лазерные лучи рентгеновских лучей, означая, что все фотоны в них пройдут в жестко регламентированном механическом квантом и дадут лучу особенно полезные свойства.

LCLS работает по-другому, чем большинство лазеров. В стандартном лазере светоизлучающий материал, такой как определенный тип кристалла, сидит между двумя зеркалами, и легкое подпрыгивание назад и вперед стимулирует атомы в материале для проворота партий, более легких в форме лазерного луча. Нет никаких зеркал для рентгеновских лучей, как бы то ни было. Таким образом вместо этого, LCLS полагается со стороны линейного акселератора SLAC 3 километра длиной для увольнения луча электронов со скоростью света через специализированные магниты, названные ондуляторами. Магниты заставляют луч шевелить и произвести некоторые рентгеновские лучи. Рентгеновские лучи тогда путешествуют вместе с электронами и разделяют их на связки, и связки производят рентгеновские лучи намного более эффективно. Благодаря той обратной связи лазерный луч рентгеновских лучей появляется — как это сделало на прошлой неделе, сообщают должностные лица SLAC сегодня.

Ультракороткий, ультраинтенсивный пульс лазера рентгеновских лучей мог использоваться для множества диких, новых экспериментов. Например, текущие источники рентгеновских лучей на основе синхротронов использовались для определения структур тысяч протеинов. Но те источники требуют образцов со многими отдельными копиями молекулы, замороженной в организованный кристалл. В принципе LCLS должен быть в состоянии сделать ту же вещь путем уничтожения всего одной молекулы.

Развитие LCLS за $420 миллионов обозначает изменение в SLAC от внимания на физику элементарных частиц к намного более широкой программе, подчеркивая исследования рентгеновских лучей. Всего 2 года назад, ведущие машины в лаборатории были ее обжимным прессом частицы БОДРОСТИ-духа-II и гигантским детектором частиц BaBar, который она накормила. В то время, исследователи SLAC были захвачены на гонке с их коллегами в лаборатории Японии KEK в Цукубе для сбора как можно большего количества данных по мимолетным частицам по имени мезоны B. Но закрытие БОДРОСТИ-духа-II для пользы в прошлом апреле, заканчивая лабораторию, 46-летнюю управляемый как центр экспериментов физики элементарных частиц.

Должностные лица SLAC, кажется, управляют сменой курса лаборатории с самоуверенностью, говорит Сэмюэль Аронсон, директор Брукхевена Национальная Лаборатория в Аптоне, Нью-Йорк. «Это, конечно, похоже, что они делают все правильные вещи», говорит Аронсон. Но Альфонсо Мондрагон, структурный биолог в Северо-Западном университете в Эванстоне, Иллинойс, говорит, что еще неизвестно, если лазер рентгеновских лучей будет соответствовать своему составлению счетов, специально для исследований единственной молекулы. «Сначала им нужен кто-то, чтобы показать, что это прокладывает себе путь, они сказали, что это будет работать», говорит он. «Это не произойдет на следующей неделе».

SLAC планирует управлять своими первыми реальными экспериментами с лазером в этом сентябре. Тем временем исследователи в Германии и Японии строят подобные источники рентгеновских лучей.

Добавить комментарий