Международная группа исследователей под руководством доцента Масато Оты из Национального института термоядерного синтеза и доцента Йоити Сакавы из Института лазерной инженерии Университета Осаки впервые в мире измерила структуры высокоэнергетической плазмы в диапазоне от 10 до 500 нм с субпикосекундным временным разрешением, используя один рентгеновский импульс и одну камеру. Результаты опубликованы в журнале Communications Physics. Об этом рассказывает сайт Phys.org.
Учёные разработали метод безэкранного рентгеновского малоуглового рассеяния, который позволяет регистрировать сигналы из сверхмалоугловой области, скрытой в традиционных методах за beamstop. Система светоослабляющих фильтров из сложенных металлических фольг расширила диапазон измерений одной камеры более чем в 100 раз по сравнению с обычными методами.
Эксперименты проводились на рентгеновском лазере на свободных электронах SACLA в Хариме (префектура Хёго) с использованием фемтосекундного лазера. Исследователи превращали кремниевую мишень из микростержней в плазму и наблюдали процессы коллапса и разрежения. Им удалось получить сигналы низких порядков (m = 0, ±1, ±2), недоступные ранее, и расширить измеримые пространственные и временные области примерно на порядок.
Сравнение с численными моделями показало, что увеличение размера начальной плазмы всего на несколько нанометров снижает поглощение лазерной энергии твёрдым телом примерно в четыре раза. Метод применим не только в физике плазмы, но и для изучения живых клеток, где повторные измерения затруднены, позволяя получать данные о структурах разных масштабов за минимальное число экспозиций.