От километров к сантиметрам. Физики научились упаковывать огромные лазеры в обычные лаборатории
NewsMakerУченые нашли способ сделать мощные научные инструменты доступными.
Гигантские лазерные установки, которые помогают ученым следить за движением атомов, разбирать химические реакции почти в реальном времени и изучать материалы на предельно малых масштабах, могут стать заметно компактнее. Исследователи впервые показали, что уменьшенная система способна непрерывно поддерживать работу лазера на свободных электронах больше восьми часов, а такой результат долго оставался одной из главных проблем для всей области.
Лазеры на свободных электронах считаются одними из самых мощных инструментов современной науки, но есть старая и очень дорогая проблема: подобные установки обычно растягиваются на километры. Из-за размеров и стоимости такие комплексы остаются редкостью. Новая работа показывает, что часть задач можно решить на куда более компактной базе.
Авторы исследования сообщили о заметном росте стабильности лазерной системы класса 100 тераватт, что позволило надежно поддерживать работу лазера на свободных электронах на основе лазерно-плазменного ускорителя. Если подход удастся развить дальше, мощные источники света смогут выйти за пределы огромных национальных центров и появиться в более доступных лабораториях. Такой сдвиг важен для физики, химии, медицины и промышленности.
Принцип работы у таких установок сложный, но общая схема довольно понятна. В основе лежит пучок электронов высокой энергии, который проходит через устройство с чередующимися магнитными полями. Магниты заставляют электроны колебаться, а те в ответ излучают свет, который затем усиливается до мощного когерентного лазерного пучка. Часто речь идет об ультрафиолетовом или рентгеновском диапазоне. Именно для разгона электронов до нужных энергий обычно и требуются длинные линейные ускорители, из-за чего вся система получается такой огромной.
Гигантские лазерные установки, которые помогают ученым следить за движением атомов, разбирать химические реакции почти в реальном времени и изучать материалы на предельно малых масштабах, могут стать заметно компактнее. Исследователи впервые показали, что уменьшенная система способна непрерывно поддерживать работу лазера на свободных электронах больше восьми часов, а такой результат долго оставался одной из главных проблем для всей области.
Лазеры на свободных электронах считаются одними из самых мощных инструментов современной науки, но есть старая и очень дорогая проблема: подобные установки обычно растягиваются на километры. Из-за размеров и стоимости такие комплексы остаются редкостью. Новая работа показывает, что часть задач можно решить на куда более компактной базе.
Авторы исследования сообщили о заметном росте стабильности лазерной системы класса 100 тераватт, что позволило надежно поддерживать работу лазера на свободных электронах на основе лазерно-плазменного ускорителя. Если подход удастся развить дальше, мощные источники света смогут выйти за пределы огромных национальных центров и появиться в более доступных лабораториях. Такой сдвиг важен для физики, химии, медицины и промышленности.
Принцип работы у таких установок сложный, но общая схема довольно понятна. В основе лежит пучок электронов высокой энергии, который проходит через устройство с чередующимися магнитными полями. Магниты заставляют электроны колебаться, а те в ответ излучают свет, который затем усиливается до мощного когерентного лазерного пучка. Часто речь идет об ультрафиолетовом или рентгеновском диапазоне. Именно для разгона электронов до нужных энергий обычно и требуются длинные линейные ускорители, из-за чего вся система получается такой огромной.