Компактный источник мощного рентгеновского излучения, созданный международной командой физиков и сравнимый по мощности с самыми большими рентгеновскими установками, поможет ученым в различных исследованиях - от изучения молекулярных объектов до проверки целостности самолетных двигателей, сообщает журнал Nature Physics.

Создание высокоэнергетических источников излучения для исследования структуры различных материалов - быстро растущая область науки и техники. Однако мощные рентгеновские источники дороги и слишком велики по размеру, что ограничивает область их применения.

Ученые из Имперского колледжа (Лондон, Великобритания), Мичиганского университета (Энн-Арбор, США) и Высшего технического института (Лиссабон, Португалия) создали настольный источник когерентного рентгеновского излучения. Новое устройство позволяет получить рентгеновские пучки, сравнимые по мощности с теми, что производят самые большие рентгеновские установки в мире.

В новом рентгеновском аппарате использованы современные лазерные средства. Физики направили мощный лазерный луч на тонкую струю газообразного гелия, что привело к возникновению в нем крошечного столбика ионизированной плазмы. Лазерный импульс создавал в плазме область положительно заряженных ионов гелия, окруженных отрицательно заряженными электронами. В результате в плазменном "пузыре" возникали сильные электрические поля, приводящие к ускорению электронов, что, в свою очередь, приводило к возникновению мощного когерентного рентгеновского пучка.

Этот процесс похож на тот, что происходит в крупных синхротронных рентгеновских источниках - но в гораздо меньших масштабах. Ускорение электронов и образование рентгеновского пучка происходит на площади меньше квадратного сантиметра. Общие размеры новой установки составляют примерно метр на метр.

"Это захватывающая разработка. Мы сделали первые шаги к созданию намного более легкого и дешевого источника высокоэнергетического рентгеновского излучения. Хотя наша установка непосредственно не конкурирует с большими по размеру источниками рентгена, для некоторых приложений она позволит проводить измерения, которые ранее были невозможны", - говорит руководитель работы Стефан Кнайп (Stefan Kneip).

С помощью нового прибора ученые смогут "разглядеть" мелкие детали в исследуемых образцах, что не всегда можно сделать на других рентгеновских установках. Излучение, создаваемое в новой системе, обладает чрезвычайно коротким временем импульса. Это позволяет изучать атомные и молекулярные взаимодействия, происходящие в течение фемтосекунд (десять в минус пятнадцатой степени секунды). Кроме того, с помощью подобной установки можно будет изучать крупногабаритные объекты - например, обнаруживать микроскопические трещины в авиадвигателях....