Les scientifiques apprivoisent les faisceaux d'électrons et utilisent des lasers en forme de beignet pour produire des faisceaux de rayons X plus lumineux

Apr 27, 2020

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Afin d'améliorer la qualité du faisceau d'électrons, le dispositif de chauffage laser a basculé d'avant en arrière le long du trajet du faisceau laser infrarouge. En creusant le faisceau, l'équipe a découvert qu'elle pouvait produire des poutres de meilleure qualité et plus stables.


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De nouvelles recherches montrent que lorsqu'un faisceau d'électrons est amplifié au milieu d'un faisceau laser en anneau, le faisceau d'électrons peut être enroulé avec une qualité supérieure et produire un faisceau de rayons X plus brillant.


Un groupe de scientifiques a proposé un moyen d'améliorer le faisceau d'électrons et de produire un faisceau de rayons X plus brillant: mettez un anneau dessus. L'équipe comprenait des chercheurs du SLAC National Accelerator Laboratory du Département de l'Énergie et de l'Université de Stanford, et a publié leurs résultats dans la Physics Review Letter au début du mois.


Sur la source de lumière cohérente à accélérateur linéaire (LCLS) du SLAC&et d'autres lasers à électrons libres de rayons X, les scientifiques compressent et accélèrent le faisceau d'électrons jusqu'à près de la vitesse de la lumière, puis les balancent d'avant en arrière à travers une série d'aimants pour générer des rayons X. Ces rayons X sont ensuite utilisés pour étudier des échantillons biologiques, chimiques et matériels, permettant aux scientifiques de créer des images haute résolution de la façon dont leurs structures moléculaires se déplacent.


Les chercheurs ont découvert que lorsque ces faisceaux d'électrons sont longs et lisses (comme le football américain), ils sont les plus stables, peuvent produire des rayons X plus brillants avec des longueurs d'onde plus uniformes et peuvent fournir des images à plus haute résolution. Mais parce que le scientifique du SLAC et chercheur principal Sergio Carbajo dit que parce que les électrons se repoussent lorsqu'ils sont créés dans le vide, le faisceau finira par devenir plus court et imprévisible, comme&"dégonfler GG" Le football est couvert de pointes."


GG "Expansion de football"&"


Pour résoudre ce problème, les scientifiques ont utilisé un appareil appelé chauffage laser, une technologie qui a fait l'objet de recherches à long terme par les co-auteurs Huang Zhirong Huang et Daniel Ratner sur SLAC. Le radiateur laser secoue le faisceau d'électrons d'avant en arrière le long du trajet du faisceau laser infrarouge, permettant aux scientifiques de produire des faisceaux plus longs et mieux formés. Carbajo a déclaré que ce processus injectait de l'énergie dans le faisceau,&introduisant un certain chaos le plus tôt possible pour empêcher la chaîne de production de continuer à chaos."


Il a dit:" Notre idée est que si nous ne faisons rien pour gonfler et lisser les pointes du ballon de football, puis l'envoyer à l'accélérateur linéaire, les imperfections seront amplifiées et la qualité du faisceau se détériorera," Il dit." Cependant, si nous chauffons' l'électron et modifier sa distribution d'énergie au début, on peut personnaliser sa forme pour améliorer sa masse lorsqu'il atteint la fin de l'accélérateur."


GG "Donut Laser GG"


Dans cette nouvelle étude, l'équipe de recherche a amélioré le dispositif en évidant le faisceau laser dans un laser&en forme d'anneau." Cette nouvelle technologie de mise en forme d'électrons peut améliorer les irrégularités et produire un faisceau plus stable, car elle secouera les électrons différemment selon la distance entre les électrons et le centre de l'anneau. Le résultat final est un ballon de football parfaitement formé, adapté pour voler dans n'importe quel Super Bowl subatomique.


GG quot; Cette technologie améliore la qualité globale du faisceau d'électrons," Dit Carbajo." Il fournit un contrôle précis de la forme du faisceau d'électrons, il a donc une importance révolutionnaire dans l'amplification des performances des instruments scientifiques qui reposent sur le faisceau d'électrons (tels que les anneaux de stockage, les accélérateurs linéaires et les sources de lumière).