1 сентября начинается работа европейского лазера EXFEL

Европейский рентгеновский лазер на свободных электронах начинает полноценную научно-исследовательскую работу 1 сентября. По этому поводу официальных гостей и представителей разнообразных организаций ждет презентация с банкетом, ну а мы можем вспомнить, о чем, собственно, идет речь.

Как известно, любая микроскопия ограничена тем, что для получения изображения размер рассматриваемого предмета должен быть сопоставим с длиной волны. Поэтому для изучения объектов молекулярного размера привычный нам видимый свет не подходит совершенно. Для их рассмотрения куда больше годится рентгеновский диапазон, в котором длина волны намного меньше.

Рентгеновская микроскопия — детище XX века, ее распространенным примером являются синхротроны — кольцевые установки, в которых рентгеновское излучение генерируется (мы не будем здесь подробно разбирать технологические вопросы) за счет разогнанного по круговой трассе пучка электронов. При этом изрядная энергия тратится на частое поворачивание электронного пучка, еще большая — на излучение им фотонов при поворотах, когда электроны движутся с ускорением, а снять энергию с пучка получается постольку-поскольку — ведь он должен продолжать движение с прежней скоростью. Поэтому создание аналогичной по физике происходящего установки, в которой электроны разгоняются по прямой, было лишь вопросом времени, ну и некоторых технологий: все-таки такой разгон подразумевает много меньшие расстояние и время. Зато в результате почти всю энергию пучка можно превратить в излучение, получив немыслимую на обычном синхротроне яркость.

Второй замечательной чертой EXFEL является его способность генерировать очень короткие вспышки — порядка фемтосекунд. В результате лазер может снимать почти настоящее кино из молекулярной жизни.

XFEL конструктивно представляет собой ускоритель длиной в несколько километров. А результатом его работы, по замыслу создателей, будут снимки объектов молекулярного размера. Резонно задаться вопросом: стоила ли такая цель таких расходов? Видимо, да, поскольку это лучший на сегодня инструмент, позволяющий изучать события микроскопической реальности. До этого никто не видел, как из одной молекулы получается другая — и вот, сейчас, такая возможность есть.

Принципы функционирования EXFEL были подробно разобраны нами в номере журнала за июнь-июль этого года. 

naked-science.ru