Adana Adıyaman Afyon Ağrı Aksaray Amasya Ankara Antalya Ardahan Artvin Aydın Balıkesir Bartın Batman Bayburt Bilecik Bingöl Bitlis Bolu Burdur Bursa Çanakkale Çankırı Çorum Denizli Diyarbakır Düzce Edirne Elazığ Erzincan Erzurum Eskişehir Gaziantep Giresun Gümüşhane Hakkari Hatay Iğdır Isparta İstanbul İzmir K.Maraş Karabük Karaman Kars Kastamonu Kayseri Kırıkkale Kırklareli Kırşehir Kilis Kocaeli Konya Kütahya Malatya Manisa Mardin Mersin Muğla Muş Nevşehir Niğde Ordu Osmaniye Rize Sakarya Samsun Siirt Sinop Sivas Şanlıurfa Şırnak Tekirdağ Tokat Trabzon Tunceli Uşak Van Yalova Yozgat Zonguldak
İstanbul 26 °C
Gök Gürültülü

Bilim adamları, Elektron Demetlerini “Donut Lazer” ile Daha Parlak X-Işını Işın Üretecekler

03.05.2020
170
Bilim adamları, Elektron Demetlerini “Donut Lazer” ile Daha Parlak X-Işını Işın Üretecekler

Elektron demetlerinin kalitesini artırmak için, lazer ısıtıcılar kızılötesi lazer ışınının yolunu izledikçe onları ileri geri sallar. Işını oymak suretiyle, ekip daha kaliteli ve daha kararlı demetler üretebileceklerini keşfetti. Kredi bilgileri: Greg Stewart / SLAC Ulusal Hızlandırıcı Laboratuvarı

Yeni araştırmalar, bir grup elektronun halka şeklindeki bir lazer ışınının ortasından uzaklaştığında, demetin daha yüksek kalitede sarılabileceğini ve daha parlak bir X-ışını ışını üretebileceğini gösteriyor.

Bir bilim adamı ekibi elektron demetlerini iyileştirmenin ve daha parlak X-ışını ışınları üretmenin bir yolunu buldu: Onlara bir halka koyun. Enerji Bakanlığı’nın SLAC Ulusal Hızlandırıcı Laboratuvarı ve Stanford Üniversitesi’nden araştırmacıları içeren ekip, sonuçlarını bu ayın başlarında Fiziksel İnceleme Mektupları’nda yayınladı.

Bilim adamları, SLAC’ın Linac Koherent Işık Kaynağı (LCLS) gibi X-ışını serbest elektron lazerlerinde, bilim adamları elektron demetlerini neredeyse ışık hızına sıkıştırır ve hızlandırır, ardından X-ışınları oluşturmak için bunları bir dizi mıknatısla ileri geri hareket ettirir. Bu röntgenler daha sonra biyolojik, kimyasal ve malzeme örneklerini araştırmak için kullanılır ve bilim insanlarının moleküler yapılarının nasıl hareket ettiğine dair yüksek çözünürlüklü görüntüler oluşturmasını sağlar.

Araştırmacılar, bu elektron demetlerinin, bir Amerikan futbolu gibi, uzun ve pürüzsüz olduklarında, daha düzgün dalga boylarına sahip daha parlak X-ışınları ürettikleri ve daha yüksek çözünürlüklü görüntülere izin verdiklerinde en kararlı olduklarını keşfettiler. Ancak elektronlar vakumda üretildiklerinde her birini püskürttüğü için, demetler daha kısa ve tahmin edilemez bir şekilde düzensizleşir, “sivri uçlarla kaplı sönük bir futbol gibi” diyor SLAC bilim adamı ve baş araştırmacı Sergio Carbajo.

Futbolun şişirilmesi

Bu sorunu çözmek için bilim adamları, uzun zamandır SLAC’de ortak yazarlar Zhirong Huang ve Daniel Ratner tarafından incelenen bir teknik olan lazer ısıtıcı denilen bir cihaz kullanıyorlar. Lazer ısıtıcı, kızılötesi lazer ışınının yolunu takip ettiği için elektron demetini ileri geri sallar ve bilim adamlarının daha uzun, daha iyi şekilli demet oluşturmalarına izin verir. Carbajo, bu süreç salkımlara enerji katar, “hatta daha fazla kaosu önlemek için erken biraz kaos ortaya çıkarır” diyor.

“Fikir şu ki, doğrusal hızlandırıcıyı göndermeden önce futbolun sivri uçlarını şişirmek ve yumuşatmak için hiçbir şey yapmazsak, kusurlar artacak ve kirişin kalitesi bozulacaktır” diyor. “Ama eğer elektronu ‘ısıtırsak’ ve başlangıçta enerji dağılımını değiştirirsek, hızlandırıcının sonuna ulaştığında kalitesini artırmak için şeklini uyarlayabiliriz.”

‘Donut lazer’

Bu yeni araştırmada ekip, lazer ışını halka şeklinde bir “çörek lazeri” içine oyularak bu cihaz üzerinde gelişti. Bu yeni elektron şekillendirme tekniği, düzgünsüzlüğü giderir ve daha kararlı bir demet üretir, çünkü elektronları halkanın merkezine ne kadar yakın olduklarına bağlı olarak farklı şekilde sallar. Sonuç, herhangi bir atomaltı Super Bowl’da uçmak için mükemmel şekilli bir futbol uyumu.

Carbajo, “Bu teknik elektron demetinin genel kalitesini arttırıyor” diyor. “Bir elektron ışınının şekli üzerinde hassas kontrol sağlar ve bu nedenle, depolama halkaları, doğrusal hızlandırıcılar ve ışık kaynakları gibi onlara güvenen bilimsel enstrümanların performansını büyütmede önemli olabilir.”


Kaynak: Jingyi Tang, Randy Lemons, Wei Liu, Sharon Vetter, Timothy Maxwell, Franz-Josef Decker, Alberto Lutman, Jacek Krzywinski, Gabriel Marcus, Stefan Moeller, Zhirong Huang, Daniel Ratner ve Sergio Carbajo, 30 Mart 2020, Fiziksel İnceleme Mektupları.

LCLS, bir DOE Bilim Ofisi kullanıcı tesisidir. Stanford’dan lisansüstü öğrenciler Jingyi Tang ve Colorado Maden Okulu’ndan Randy Lemons, verilerin analizinde ve laboratuarda çörek lazer ışınlarının üretilmesinde önemli roller oynamıştır. Bu araştırma kısmen Bilim Ofisi ve SLAC’daki Laboratuvara Yönelik Araştırma ve Geliştirme programı tarafından desteklenmiştir.

ZİYARETÇİ YORUMLARI - 0 YORUM

Henüz yorum yapılmamış.