Учёные создали рекордно мощные рентгеновские вспышки — теперь можно заглянуть внутрь атомов
Исследователи, работающие на Европейском рентгеновском лазере European XFEL, создали рентгеновские вспышки рекордной интенсивности. Луч сфокусировали в пятно, которое примерно в 100 000 раз меньше сечения человеческого волоса, — всего 180 на 330 нанометров. Метод позволит детально изучать поведение электронов в атомах и молекулах, а в перспективе — управлять ими во время химических реакций. Результаты эксперимента, проведённого в апреле 2026 года, опубликованы в журнале Optica. Об этом сообщает издание Phys.org.
Длительность импульсов составила около 300 аттосекунд — это миллиардная доля миллиардной секунды. Каждая вспышка отражалась четыре раза в системе из двух сверхточных зеркал, известной как оптическая система Киркпатрика — Баэза (AKB). Одно зеркало фокусировало пучок вертикально, другое — горизонтально. «Несколько лет назад мы продемонстрировали аттосекундные импульсы тераваттного масштаба, но для экспериментов важно, что мы можем доставить к образцу. Теперь мы можем исследовать сильно нелинейные взаимодействия между рентгеновскими лучами и веществом», — отметил учёный DESY Цзявэй Янь.
Рекордную интенсивность — более 10²⁰ ватт на квадратный сантиметр — независимо подтвердили, направив импульсы на медную фольгу. Рентген удалял электроны из глубоких внутренних оболочек атомов меди, а при заполнении этих «дырок» другими электронами возникало усиленное спонтанное излучение (ASE). «Это почти волшебно: обычная флуоресценция идёт во все стороны, а при превышении порога ASE световой конус начинает сжиматься в прямом направлении», — рассказал руководитель группы на инструменте MID Андерс Мадсен.
Зеркальная система AKB была привезена из Японии. European XFEL ожидает поставку собственной системы в начале 2027 года. После установки исследователи со всего мира получат доступ к вспышкам, достаточно коротким и интенсивным, чтобы фиксировать информацию об электронах до того, как рентген существенно изменит образец.
