Efekty nieliniowe w świetle rentgenowskim

Wyobraź sobie, że robisz sobie prześwietlenie i otrzymujesz czyste zdjęcie tak jakby wszystkie kości zniknęły. To mniej więcej się stało, kiedy naukowcy włączyli laser rentgenowski, w Departamencie Energii SLAC National Accelerator Laboratory, żeby lepiej przyjrzeć się próbce, którą badali. Promienie rentgenowskie wydawały się przechodzić przez nią jakby jej nie było.

Wynik ten był tak dziwny, że kierujący eksperymentem, profesor Joachima Stöhr, poświęcił trzy lat aby stworzyć teorię, która wyjaśnia, dlaczego tak się stało. Teraz jego zespół opublikował w Physical Review Letters opisującą 2012 eksperyment po raz pierwszy.

To co widzieli badacze było tak zwany efekt nieliniowy, gdzie więcej niż jeden foton wchodzi w próbkę w tym samym czasie i oddziałują powodując różne nieoczekiwane zjawiska.

W tym przypadku fotony wzbudzały elektrony, te z kolei emitowały takie same fotony poruszające się w tym samym kierunku. Z zewnątrz wyglądało to tak jakby wiązka światła przechodziła bez przeszkód przez próbkę, czyniąc ją całkowicie przeźroczystą. Ten efekt nie był obserwowany wcześniej w przypadku promieniowania rentgenowskiego. Aby go uzyskać trzeba było użyć światła o ogromnej intensywności.

Nieliniowe efekty optyczne nie są niczym nowym. Zostały one zaobserwowane w 1960 wraz z wynalezieniem lasera – które były pierwszym źródłem światła na tyle jasnym, że może było wysłać więcej niż jeden foton do próbki w tym samym czasie, wywołując reakcje, które wydawały nieproporcjonalne w stosunku do dostarczanej energii światła. Naukowcy korzystać z tych efektów do wytwarzania światła laserowego dużych energiach i aby uzyskać większą rozdzielczość mikroskopów optycznych.
Stöhr natknął się na to najnowsze odkrycie przez przypadek, badając, wraz ze studentem Uniwersytetu w Stanfordzie Bennym Wu, delikatną strukturę materiału magnetycznego używanego do przechowywania danych.

Aby zwiększyć kontrast obrazu, dostrojono wiązkę laser do długości fali, takiej, że ta powodowała rezonans atomów kobaltu w próbce i wzmacniała sygnał w swoim detektora. Wstępne wyniki wyglądały świetnie. Zwiększono zatem intensywność wiązki laserowej w nadziei otrzymania jeszcze ostrzejszego obrazu.

To właśnie wtedy cętkowany wzór którą widoczny był w detektorze stał się biały, jakby próbka zniknęła.
Początkowo badacze nie potrafili wyjaśnić zjawiska więc powstrzymywali się od publikacji swoich obserwacji. W końcu jednak w zeszłym roku opublikowali swoje wyajśnienie Physical Review Letters.

  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  

Dodaj komentarz