Учёные впервые измерили плазменные структуры от 10 до 500 нм одним рентгеновским импульсом
AI Фото носит иллюстративный характер
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.
