Material of portal nuclear knowledge BelNET
article / document resource request "1444"
2021-09-14 Интервью с членом-корреспондентом РАН Николаем Винокуровым - автором новаторских работ в области лазеров на свободных электронах, опубликованное в журнале "Коммерсантъ наука".
Американское физическое общество (APS) избрало своим почетным членом заведующего лабораторией Института ядерной физики (ИЯФ) им. Г. И. Будкера СО РАН, члена-корреспондента РАН Николая Винокурова — за новаторскую теоретическую и экспериментальную работу в области лазеров на свободных электронах. Электромагнитное излучение разных диапазонов применяется повсюду: к нему относятся и видимый свет обычной электрической лампочки, и разнообразные лазеры, и рентгеновское излучение, и радиоволны. Но физиков больше всего интересует диапазон, в котором существует меньше источников, ведь именно там можно обнаружить какие-то новые свойства или сделать неожиданные открытия. Один из таких диапазонов — длины волн меньше миллиметра (от миллиметра до нескольких микрон). Наиболее мощные генераторы рентгеновского излучения — это циклические ускорители, на которых получают магнитно-тормозное излучение, оно же — синхротронное. Его излучают электроны, которые летят по окружности со скоростью, близкой к световой, в магнитном поле, и, двигаясь с ускорением на поворотах, они теряют энергию в виде фотонов. Это наиболее интенсивное рентгеновское излучение. Сегодня словосочетание «синхротронное излучение» (СИ) обрело большую популярность в связи с планами строительства современного российского центра синхротронного излучения СКИФ. На источниках СИ спектральная мощность излучения сравнительно мала, но там можно получить стабильное излучение и высокую среднюю по времени яркость излучения. Однако есть эксперименты, в которых требуются еще большие яркость и пиковая мощность, то есть нужна яркая вспышка на очень коротком временном промежутке. Для таких работ идеально подходит рентгеновский ЛСЭ. В нем так же, как и на источниках СИ, есть станции, на которых ученые из разных областей изучают свои образцы с помощью излучения. На новосибирском ЛСЭ более десяти исследовательских станций, где работают биологи, медики, физики твердого тела и химики, которым нужно излучение с длинами волн от 6 до 240 микрон. Аналогов ЛСЭ с таким уникально большим диапазоном перестройки и высокой средней мощностью в мире нет. Новосибирский ЛСЭ — один из источников субмиллиметрового излучения. Он может генерировать волны от 6 до 240 микрон с относительной спектральной шириной менее 1%. Принцип действия всех ЛСЭ основан на явлении вынужденного ондуляторного излучения. Последнее состоит в том, что поле излучения немного меняет продольные координаты электронов, движущихся в ондуляторе. Из-за этого происходит конструктивная интерференция полей излучения электронов, в результате чего на порядки повышается мощность излучения. Чем длиннее ондулятор, тем сильнее проявляется эффект вынужденного излучения. Чтобы получить излучение в рентгеновском спектре, нужно сделать ондулятор длиной от 100 метров. Весь рентгеновский лазер на свободных электронах, по сути, представляет собой линейный ускоритель электронов длиной как минимум километр, плюс ондулятор. В более длинноволновых диапазонах, например в субмиллиметровом, можно обойтись более коротким ондулятором и поставить зеркала до и после ондулятора. Тогда ондуляторное излучение, отражаясь от них, многократно проходит через ондулятор и усиливается при взаимодействии с электронным пучком. Такая схема реализована и на всех трех ЛСЭ уникальной научной установки «Новосибирский ЛСЭ». Подробности ответов Н.А.Винокурова журналу "Коммерсантъ Наука" см. здесь. Download:
|
Sign In
