Самый мощный рентгеновский лазер засветился в полную силу

Очевидно, о назначении EXFEL и его устройстве надо рассказать чуть подробнее. Очень большой (размеры установки достигают почти двух километров) лазер является по сути чем-то вроде микроскопа, созданного для изучения объектов молекулярных и даже атомных размеров. В нем пучки свободных (от атомных ядер) электронов разгоняются до околосветовых скоростей, а затем попадают на ондуляторы — устройства, вызывающие пилообразные колебания пучка вверх-вниз. В момент перемены направления электрон движется с ускорением и, разумеется, излучает энергию.

В данном случае параметры установки подобраны так, чтобы излучение находилось в рентгеновском диапазоне. Это важно, поскольку чем меньше длина волны, тем более мелкие предметы можно рассмотреть под этим светом.

Потом отработанные электроны отправляются в ловушку, а вспышка рентгеновского излучения освещает исследуемый образец. Получившаяся картинка «фотографируется» детекторами и потом расшифровывается с применением многих мудреных методов, описывать которые мы сейчас не будем.

Предполагается, что с помощью EXFEL можно будет детально рассмотреть многие объекты микромира. Огромное количество вспышек в секунду требуется для того, чтобы можно было в деталях увидеть происходящие с ними события. Все знают, например, что соединение двух молекул водорода с молекулой кислорода дает две молекулы воды. Но никто еще не видел, как это происходит.

В 2018 году ускоритель проработал в общей сложности 6800 часов, из которых 1500 часов были отданы для первых научных экспериментов на новой установке. В текущем году время экспериментов будет увеличено до 4000 часов.

Изначально участники работы ожидали, что лазер выйдет на полную мощность работы в сентябре прошлого года, однако в реальности это произошло чуть позже. До этого он вырабатывал заметно меньше пучков рентгеновского излучения, начав с отметки в один «выстрел» в минуту.

Строительство лазера велось за счет средств международного консорциума, ведущую роль в котором сыграли Германия (58%) и Россия (27%).

Ознакомиться с подробностями можно в сообщении немецкого исследовательского центра DESY.

Источник ^[1]

Источник ^[2]