Лазерный мир

Российские физики начали эксперименты по изучению поведения вещества внутри звезд на крупнейшем в мире рентгеновском лазере на свободных электронах European XFEL, который находится в Германии. Об этом ТАСС сообщили в пресс-службе Объединенного института высоких температур (ОИВТ) РАН в пятницу.

«Конечная цель эксперимента — сфокусировать рентгеновское излучение в пятно диаметром в несколько сотен нанометров. Таким образом у ученых получится максимально повысить интенсивность рентгеновского потока и воссоздать такую интенсивность лучевого воздействия на вещество, которое в природе реализуется в ядрах звезд и при взрывах сверхновых», — говорится в сообщении.

Как пояснил заведующий лабораторией диагностики вещества в экстремальном состоянии ОИВТ Сергей Пикуз, XFEL дает возможность увидеть в динамике жизнь материи на временах и масштабах меньше светового колебания, наблюдать за веществом в таком состоянии, которое в природе встречается только в ядрах звезд и планет.

«Такое оборудование, как XFEL, расширяет наши исследовательские возможности на многие порядки величин, позволяя исследовать сверхбыстрые процессы на атомарном уровне, в процессе химических реакций, сборки белковых структур, при реакции вещества на сверхсильное энергетическое воздействие», — добавил Пикуз.

О проекте

Рентгеновский лазер на свободных электронах XFEL — это международный научный проект, в котором участвуют 12 стран: две главные участницы — это Германия и Россия, а также Великобритания, Венгрия, Дания, Испания, Италия, Польша, Словакия, Франция, Швейцария и Швеция. Установка находится в Германии. Ее начали строить в 2009 году и закончили в 2016 году, а общая стоимость проекта составила €1,22 млрд в ценах 2005 года. Доля России, которую в проекте представляет НИЦ «Курчатовский институт», в расходах на строительство установки составила 26% (крупнейшая после Германии с 57%).

Длина туннеля XFEL составляет 3,4 км. Он начинается в крупнейшем в Германии исследовательском центр по физике частиц DESY в Гамбурге и тянется до города Шенефельд. Сверхпроводящий линейный ускоритель частиц длиной в 1,7 км в составе XFEL будет разгонять электроны до энергии в 17,5 ГэВ. После разгона до таких высоких энергий электроны направляются через специальные магнитные системы — ондуляторы. При этом частицы испускают излучение, которое постепенно усиливается до очень коротких и интенсивных рентгеновских вспышек. XFEL будет производить рекордные 27 тыс. вспышек в секунду, каждая длительностью менее 100 фемтосекунд (фемтосекунда — одна квадриллионная доля секунды). Аналогичный американский лазер производит всего 120 таких вспышек в секунду, швейцарский — 100, японский и корейский — 60.

Этот лазер будет уникальным инструментом для исследования сверхмалых структур, очень быстрых процессов и экстремальных состояний. С его помощью ученые планируют разрабатывать новые лекарства и материалы, его будут использовать в исследованиях по энергетике, электронике и химии.

Источник: https://tass.ru/nauka/6748625