Създадоха рентгенов лазер

Френски и японски учени усъвършенстваха лазера със свободни електрони, като значително намалиха размера му и се научиха да създават кохерентно рентгеново излъчване с дължина на вълната до 32 нанометра, съобщава електронното издание ЛентаРу, като се позовава на списание Нейчър.

В обикновения лазер източникът на излъчването са електроните, колебаещи се между различни енергетични нива в атома.

В лазера със свободни електрони FEL (free electron laser) източник на излъчването е сноп свободни електрони, преминаващ през редица разположени по специален начин магнити (ондулатор), която ги кара да се движат по синусоидална траектория.
Засилването на електроните до скорост, близка до скоростта на светлината, води до изпускате на фотони т. нар. синхротронно излъчване.

Този лазер дава по-големи възможности, като например може да създаде мощно излъчване в широк диапазон на дължина на вълната.

В рентгеновия диапазон обаче е трудно това да се получи, тъй като излъчването има временна кохерентност.
Това е съгласувано протичане във времето и пространството на няколко процеса, при които разликата във фазите на вълните е постоянна.
Кохеретни във времето са вълни, които в продължение на своя период преминават през дадена област от пространството за едно и също време. Кохеретни в пространството са вълните, съвпадащи по фаза.

Освен това за работата на лазера със свободни електрони е необходим голям ондулатор, което е неудобно по технически причини.

Френско-японската група реши тези проблеми, въздействайки на лазера, инсталиран в Япония, с хармоници от висш порядък, породени с помощта на инфрачервен лъч от титаниево-сапфирен лазер.
В резултат излъчването, произведено от лазера със свободни електрони, е кохерентно и във времето, и в пространството.
Въздействието позволява също така да се използва 4-метров ондулатор, вместо 9-метров.

Чрез новата технология може да се получи кохерентно излъчване с малка дължина на вълната до 32 нанометра. Такъв рентген може да се използва за изучаване на функциите на белтъците вътре в живата клетка.