Рентгеновский лазерный аппарат в миллиард раз ярче современных аппаратов

Европейские страны ввели в эксплуатацию самый мощный в мире рентгеновский лазер, способный делать атомные снимки.

Самый мощный в мире рентгеновский лазер официально вступил в эксплуатацию в Гамбурге (Германия), сообщила BBC 1 сентября. Устройство под названием Европейский рентгеновский лазер на свободных электронах (XFEL), стоимость строительства которого составила более 1,2 млрд долларов США, будет использоваться для изучения детальной структуры атомов.

По словам учёных, метод, которым аппарат направляет свет на цель, позволяет мгновенно фиксировать момент образования или разрыва химической связи. Команда надеется, что XFEL поможет им сделать фундаментальные открытия, которые могут привести к созданию новых методов лечения и материалов.

Машина расположена на глубине 40 м под городом Гамбург.

Установка представляет собой сверхпроводящий линейный ускоритель, расположенный в туннельном комплексе длиной 3,4 километра, на глубине 40 метров под Гамбургом и близлежащим городом Шенефельд. ​​XFEL работает, разгоняя кластеры электронов до скорости, близкой к скорости света, а затем запуская их по зигзагообразной траектории, управляемой системой магнитов, называемых ондулятором.

При вращении электроны испускают вспышку рентгеновского излучения, и частицы взаимодействуют с этим излучением, ещё плотнее упаковываясь. Их компактное состояние не только увеличивает яркость, но и обеспечивает им когерентность. По сути, рентгеновское излучение становится однородным и приобретает характеристики лазерного света.

Луч света будет просвечивать и выявит все на своем пути на атомном уровне, включая молекулы белка в организме человека или катализаторы, используемые для производства промышленных химикатов.

Во многих странах мира для той же цели используются кольцевые установки, называемые синхротронами. Но свет, излучаемый рентгеновскими лучами на свободных электронах (XFEL), в миллиард раз ярче, чем у этих устройств. Особенность XFEL заключается в том, что они производят сверхбыстрые вспышки света. Они испускают триллион рентгеновских фотонов за вспышку, которая длится всего 50 фемтосекунд (0,000 000 000 000,05 секунды) и может повторяться 27 000 раз в секунду.

«Большая надежда на XFEL заключается в том, что мы сможем получить изображение отдельной частицы. Нужно просто поместить белковый комплекс или вирус на свет. Биологический объект будет испускать фотоны, и можно будет получить изображение его формы», — сказала профессор Элспет Гарман из Оксфордского университета (Великобритания), член комитета, организовавшего эксперимент в Гамбурге.

XFEL начнёт работу под руководством учёных из 11 стран-участниц консорциума. Германия не только принимает XFEL, но и предоставляет большую часть финансирования и технологий. Среди других стран-участниц: Россия, Дания, Франция, Венгрия, Италия, Польша, Словакия, Испания, Швеция и Швейцария.

По данным Khoahoc.tv