Un nuovo metodo per stabilizzare i raggi X è stato sviluppato da un gruppo di ricerca dello SLAC National Accelerator Laboratory di Stanford.
Questa nuova scoperta potrebbe rendere più efficienti le strutture che lavorano con laser a raggi X tra cui la Linac Coherent Light Source (LCLS) dello stesso SLAC.
Queste strutture servono per capire come si comporta la natura alle scale ultra piccole e ultraveloci. Tuttavia a questo ordine di grandezza, di tempo e di velocità i raggi X cominciano ad essere instabili fluttuando e producendo quello che viene considerato come “rumore di fondo”. Il risultato? Un segnale oscurato negli esperimenti a più alta risoluzione.
Il nuovo metodo per produrre raggi X più luminosi ma allo stesso tempo più stabili e meno fluttuanti si basa su una maggiore sincronizzazione delle lunghezze d’onda. Il metodo, descritto in uno studio apparso su Physical Review Letters, “consentirà studi di materiali complessi e sistemi molecolari con una risoluzione pregevole sia nel tempo che nell’energia”, come spiega Bob Schoenlein, uno dei responsabili del LCLS.
La stabilizzazione dei raggi X è stata raggiunta grazie all’allungamento degli impulsi dei raggi X ultracorti che vantano proprietà uniche che permettono di stabilizzare e purificare gli impulsi.
In sostanza, si devono prima produrre impulsi coerenti ultracorti per poi allungarli e amplificarli, come spiega Erik Hemsing, l’autore principale dello studio nonché scienziato allo SLAC: “In questo modo, secondo i nostri studi, siamo in grado di aumentare significativamente la stabilità e la coerenza allo stesso tempo”.
Ora gli scienziati sperano di poter testare questa idea proprio sull’LCLS e di contribuire ad una nuova era di migliore comprensione della fisica degli atomi e delle particelle fondamentali della natura.
Approfondimenti
- Phys. Rev. Lett. 125, 044801 (2020) – Enhanced Self-Seeding with Ultrashort Electron Beams (IA) (DOI: 10.1103/PhysRevLett.125.044801)
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