Материал портала ядерных знаний BelNET
статья/документ по запросу ресурса "1484"
2021-10-25 Обещанная информация о SwissFEL - Швейцарском рентгеновском лазере на свободных электронах, расположенном в Институте Пауля Шеррера (Paul Scherrer Institute - PSI) (г. Виллиген, Швейцария).
SwissFEL основан на новой технологии, обещающей исключительные возможности для различных областей научных исследований. В соответствии с современными тенденциями нашего общества «меньше, быстрее, сложнее», SwissFEL предоставляет инструмент, обьеспечивающий беспрецедентное понимание структур размером с атом и явлений со скоростью, порядка колебаний молекулярных связей. С его помощью исследователи раскрывают секреты внутренней сложности технологически важных материалов, биохимической структуры и разнообразных взаимодействий. Рентгеновские лучи используются для картирования атомной структуры материалов, включая биомолекулы и структур нанометрового масштаба, где очень трудно выяснять структуры и отслеживать сверхбыстрые явления с помощью традиционных технологий. Лазеры на свободных электронах, такие как SwissFEL, представляют собой новое поколение источников света, предлагающих новые экспериментальные возможности в различных областях науки, обеспечивая очень интенсивные и сильно сфокусированные пучки рентгеновских лучей с импульсами длительностью до 10 фемтосекунд (1 фемтосекунда = 1 квадриллионная доля секунды , что примерно соответствует продолжительности молекулярной вибрации) и длинам волн до 0,1 нанометра. SwissFEL обслуживает как ученых, занимающихся фундаментальными исследованиями, ак и тех, кто работает в области прикладной науки. Исследователи извлекают выгоду из совершенно новых возможностей, которые SwissFEL предоставляет благодаря его преимуществам, главным образом в двух направлениях: - Более высокая яркость. Лазеры на свободных электронах, такие как SwissFEL, могут производить гораздо более яркие, то есть более сильно сфокусированные и интенсивные световые лучи, чем самые передовые источники синхротронного света. Эта более высокая яркость имеет решающее значение для экспериментов с очень маленькими образцами, например, необходимыми в биологии. Фактически, выяснение структуры некоторых белков, имеющих большое значение для борьбы с такими заболеваниями, как болезнь Альцгеймера, в настоящее время затруднено из-за недостаточной яркости существующих источников света. - Более мелкие детали и более быстрые изменения. SwissFEL объединяет сильные стороны обычных лазеров с сильными сторонами синхротронных источников рентгеновского излучения. Обычные лазеры могут работать для получения очень коротких световых импульсов (несколько фемтосекунд), но из-за их относительно большой длины волны (100 нанометров) они не могут разрешить детали атомарного масштаба. С другой стороны, синхротронные источники света могут обнаруживать очень мелкие структурные детали (0,1 нанометра, что примерно соответствует размеру атома), но их световые импульсы недостаточно короткие (самые короткие импульсы длятся 100 пикосекунд), чтобы увидеть сверхбыстрые изменения в веществе. Лазеры на свободных электронах могут испускать короткие импульсы (10 фемтосекунд) жесткого рентгеновского излучения (0,1 нанометра) с возможностью разрешать сверхбыстрые процессы в атомном масштабе, что на сегодняшний день не предоставляет ни один другой инструмент. Четыре основных компонента SwissFEL: - инжектор (и электронная пушка), где генерируется и ускоряется электронный пучок, близкий к скорости света; - линейный ускоритель, в котором электронный пучок получает дополнительную энергию; - ондулятор - периодический массив магнитов, вдоль которого электроны движутся и испускают рентгеновские лучи; - экспериментальные станции, на которых рентгеновские лучи используются для проведения экспериментов с образцами. Итак, SwissFEL, жесткий рентгеновский ЛСЭ с минимальной длиной волны 0,1 нм и длительностью импульса 20 фс и ниже, был открыт 5 декабря 2016 года. Дальнейшие подробности см. здесь. Загрузить:
|
Вход, регистрация
