22/10/2013 - Entdecken Sie eine Methode, um hochintensive Krankenhäuser und Labors mit Laser-Röntgen zu erreichen

Menéame

Carles Serrat, Ermittler des Nichtlineare, nichtlineare, optische und Laser (DONLL) am Campus de Terrassa, des Universitat Politètecnica de Catalunya · BarcelonaTech (UPC), hat einen Weg gefunden, um die Intensität von Röntgen-Laserlicht mit der Technologie der Erzeugung von Hochfrequenz-Alarmanlagen zu verstärken (auf Englisch, High Harmonic Generation- HHG). Seit mehr als zwei Jahrzehnten sucht die internationale wissenschaftliche Gemeinschaft nach einem Weg, dies zu erreichen. Die Arbeit von Serrat sollte es jedem Krankenhaus- oder Hochschullabor ermöglichen, über die Eigenschaften von Laserstrahlen mit hoher Intensität zu verfügen, um alle Arten von Experimenten durchzuführen.

Die HHD-Methode zur Laserlichterzeugung

Laserlicht ist ein geordnetes Licht, das gesteuert werden kann. Deshalb wird es als kohärentes Licht bezeichnet und bietet viele Anwendungen an. Die Wellenlänge des Röntgen-Laserlichts ermöglicht zum Beispiel, mit allen Arten von Nanometermaterial zu interagieren, wie es bei biologischem Material der Fall ist, und die Entwicklung der Elektronen in Atomen und Molekülen zu beobachten und zu steuern. Lineare Teilchenbeschleuniger und Synchrotrone sind die großen Infrastrukturen, an die Wissenschaftler herangehen müssen, um mit Lasern die für ihre Forschung erforderliche Intensität zu testen. Vor mehr als zwei Jahrzehnten untersucht die internationale wissenschaftliche Gemeinschaft jedoch die Möglichkeiten einer anderen Methode zur Erzeugung von Laserlicht, die so genannte High Harmonic Generation (HHG). Diese Technologie besteht darin, mit sehr kurzen und sehr intensiven Infrarot-Laser-Lichtimpulsen zu interagieren. Mit der HHG-Methode können in jedem Labor ultraviolette und Röntgenimpulse erzeugt werden, aber nicht mit der Intensität, die die meisten Experimente erfordern.

Verstärkung der Intensität

Carles Serrat untersucht seit etwa fünf Jahren die Möglichkeiten zur Verstärkung des Röntgenlaserlichts mit HHG-Technologie. Jetzt hat er die Methode gefunden, die das lösen soll, was über 20 Jahre lang Physiker auf der ganzen Welt von Kopf zu Kopf führt. Die Ergebnisse seiner Vorhersage sind völlig innovativ und wurden von Physical Review Letters, eines der renommiertesten wissenschaftlichen Zeitschriften auf internationaler Ebene. "Mit der von mir formulierten Methode wird für jeden Laserlichtpuls eine Energieverstärkerung erreicht, die bisher noch nie erreicht wurde und für die meisten Anwendungen ausreichend ist." erklärt Serrat.

Der UPC-Forscher hat die Wirkung der Kombination schwacher Pulse aus hochfrequentem Laserlicht mit intensivem Infrarotlicht im Prozess HHG der Röntgenerzeugung untersucht und festgestellt, dass"Wenn die Pulse in der richtigen Weise kombiniert werden, wird die schwache Hochfrequenzstrahlung durch die Energie verstärkt, die das Infrarotlicht in die Elektronen des Gases überträgt."Erkläre es mir. Auf dieser Grundlage schlägt er vor, "Eine neue Methode zur Erzeugung von UV- und Röntgenlicht mit HHG-Technologie mit einer Intensität für jeden Puls, der für Mikroskopie-, Spektroskopie- und Quantenkontrollversuche in Standardlabors ausreicht", sagt der Ermittler."Jetzt braucht es nur noch eine Forschungsgruppe oder ein Technologie-Innovationszentrum, um einen ersten Prototyp zu entwickeln, der diese theoretische Vorhersage überprüft.", schloss Serrat, der mit seinem Vorschlag die Tür öffnet, dass Krankenhäuser und Forschungseinrichtungen in ihren Technologieanlagen zur Erzeugung von hochintensivem Röntgenlaserlicht zur Verfügung stehen können, ohne dass die Kosten für die Verwendung linearer Teilchenbeschleuniger oder Synchrotrone getragen werden müssen.

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Zugang zu abstract und den Artikel von Carles Serrat in der Zeitschrift Physical Review Letters:
http://prl.aps.org/abstract/PRL/v111/i13/e133902

Bibliographische Referenz:
DOI:10.1103/PhysRevLett.111.133902
PACS: 42.65.Ky, 32.80.Fb, 42.55.Vc

Universitat Politènica de Catalunya

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