Учёные сгенерировали рекордные рентгеновские пульсы с пиковой интенсивностью 10^20 Вт/см²
Исследователи из European XFEL произвели нанофокусированные рентгеновские пульсы, достигнув беспрецедентной интенсивности и флюенции.
Комбинируя рентгеновские аттосекундные импульсы из European XFEL с оптикой для фокусировки рентгеновских лучей, исследователи сгенерировали нанофокусированные рентгеновские аттосекундные импульсы с интенсивностями и флюенциями, сопоставимыми с наивысшими значениями в области жестких рентгеновских лучей. Пиковая интенсивность порядка 10$^{20}$ Вт/см$^2$ была подтверждена наблюдением насыщения в усиленной спонтанной эмиссии от атомов меди. Эти рентгеновские импульсы открывают новые научные возможности, включая исследование высокопорядковых нелинейных взаимодействий света и вещества, определение структуры без повреждений и когерентное управление атомами и молекулами.
Рекордная Интенсивность
Эксперимент прошёл в апреле 2026 года, где команда сосредоточила рентгеновские вспышки в области, примерно в 100 000 раз меньшей, чем поперечное сечение типичного человеческого волоса. Каждый рентгеновский импульс длился примерно 300 аттосекунд, предоставляя возможность исследовать события, разворачивающиеся слишком быстро для обычного наблюдения. Использованная в эксперименте система оптики Киркпатрика-Баэза состояла из двух точных зеркал, которые фокусировали луч в разных направлениях, достигая фокусного пятна размером всего 180 × 330 нанометров.
Новые Научные Возможности
Чтобы подтвердить исключительную интенсивность своих рентгеновских импульсов, исследователи направили их на тонкий лист меди. Сфокусированные вспышки достигли пиковых интенсивностей, превышающих 10²⁰ ватт на квадратный сантиметр, продемонстрировав усиленную спонтанную эмиссию. Это явление происходит, когда входящие рентгеновские лучи стимулируют другие возбужденные атомы меди к высвобождению дополнительных рентгеновских лучей в одном направлении, создавая усиленный поток. Результаты, опубликованные в журнале Optica, могут значительно расширить возможности учёных в исследовании некоторых из самых быстрых процессов в природе, особенно поведения электронов во время химических реакций.
