Лазерный мир

Его можно будет использовать в экспериментах в области нелинейной квантовой электродинамики

ТАСС, 31 мая. Российские физики разработали новый тип лазеров, которые могут вырабатывать гамма-волны, пригодные для создания так называемых оптических гребенок. Это позволяет использовать их для исследований в области квантовой электродинамики, пишет пресс-служба Сколковского института науки и технологий со ссылкой на статью в журнале Physical Review Letters.

«Как утверждают авторы, предложенный метод может быть востребован при проведении фотоядерных экспериментов, а также экспериментов в области нелинейной квантовой электродинамики, которые планируется выполнить в Исследовательском центре по физике частиц DESY в Германии и Национальной ускорительной лаборатории SLAC в США», – говорится в сообщении.

Оптическими гребенками физики называют импульсы лазерного излучения, спектр которых сконфигурирован таким образом, что по своей структуре напоминает расческу или гребень. Такие формы света интересны потому, что они позволяют преобразовать сигналы из радиочастотной части спектра в оптический диапазон и наоборот. За открытие методики создания гребенок Джон Холл и Теодор Хэнш получили Нобелевскую премию по физике 2005 года.

Российские ученые под руководством профессора Сколковского института науки и технологий Сергея Рыкованова уже долгое время работает над созданием аналогов оптических гребенок для гамма-излучения. Подобные устройства крайне интересны ученым, которые исследуют природу материи. Также они могут стать основой для новых типов спектроскопов и других устройств, использующих фотоны высоких энергий в своей работе.

Практическому внедрению подобных устройств мешает то, что их яркость пока остается низкой из-за некоторых особенностей поведения пучков электронов и лазерных лучей, которые используются для выработки подобных импульсов излучения. Взаимодействие между ними, в частности, приводит к значительному ухудшению качества гребенки, что фактически не позволяет использовать ее на практике.

Рыкованов и его коллеги решили эту проблему. С помощью суперкомпьютера «Жорес» они просчитали, как будет вести себя подобный излучатель гаммаволновых гребенок при изменении характера поляризации лазера, взаимодействующего с электронами.

Оказалось, что уровень помех можно снизить, если особым образом «закрутить» этот луч и заставить его взаимодействовать с электронами преимущественно тогда, когда интенсивность его излучения достигает пика и почти не меняется. Это позволяет наращивать мощность гребенки, жертвуя лишь небольшой частью ее спектра.

В ближайшее время ученые планируют реализовать эту идею с помощью мощных ускорителях частиц, которые вырабатывают пучки электронов высоких энергий. Это позволит ученым не только получить высококачественные гамма-волновые гребенки, но и проверить те аспекты теории квантовой электродинамики, которые в прошлом не поддавались экспериментальному изучению.

Источник: https://nauka.tass.ru/nauka/11516601