Физики сделали первый в мире атомный рентгеновский лазер. Статья исследователей появилась в журнале Nature, а ее краткое изложение приводит ScienceNOW.

Схема работы обычного лазера выглядит следующим образом: между двумя зеркалами – полупрозрачным и непрозрачным – находится активная среда (это может быть газ, жидкость, твердое тело). При помощи некоторого процесса, – например, электрическим разрядом в газовых лазерах, – происходит накачка среды энергией. После этого в среде лавинообразно возникает излучение, поскольку возникающие фотоны заставляют атомы излучать еще фотоны.

Часть излучения оказывается заперта между зеркалами для поддержания процесса, а часть выходит в виде лазерного луча.

Подобным атомным методом были получены лазеры разных типов, однако, в рентгеновском диапазоне получить такие лазеры не удавалось. В рамках новой работы ученые впервые смогли сделать это. В качестве активной среды выступал газ неон, а для накачки использовался лазер LCLS.

Линейный источник когерентного света (Linac Coherent Light Source или LCLS) с длиной волны 0,15 нанометра заработал еще в 2009 году, став первым в мире рентгеновским лазером (по крайней мере, в гражданских, а не военных лабораториях). В нем источником рентгеновского излучения являются пучки электронов из 3-километрового линейного ускорителя SLAC, проходящие через ондуляторы – приборы, создающие переменное магнитное поле.

В подобной системе контролировать характеристики луча на выходе довольно сложно. Например, некоторые параметры пучков LCLS были вычислены экспериментальным путем только в сентябре 2011 года.

Тогда ученым удалось вычислить пространственную и временную когерентность пучка. Одним из преимуществ нового лазера является возможность контроля многих параметров, которого не было у LCLS.