과학자들은 전자빔을 길들이고 도넛 레이저를 사용하여 더 밝은 X 선 빔을 생성합니다.

Apr 27, 2020

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전자 빔의 품질을 향상시키기 위해 레이저 히터가 적외선 레이저 빔의 경로를 따라 앞뒤로 흔들 렸습니다. 빔의 속을 비움으로써 팀은 더 높은 품질과 더 안정적인 빔을 생산할 수 있음을 발견했습니다.


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새로운 연구에 따르면 링 레이저 빔의 중앙에서 전자 빔이 증폭되면 전자 빔이 더 높은 품질로 감겨져 더 밝은 X 선 빔을 생성 할 수 있습니다.


과학자 그룹은 전자빔을 개선하고 더 밝은 X 선 빔을 생성하는 방법을 제안했습니다. 이 팀에는 에너지 부 SLAC 국립 가속기 연구소와 스탠포드 대학의 연구원들이 포함되어 이번 달 초 Physics Review Letter에 연구 결과를 발표했습니다.


SLAC&# 39의 선형 가속기 코 히어 런트 광원 (LCLS) 및 기타 X 선 자유 전자 레이저에서 과학자들은 전자 빔을 빛의 속도에 가깝게 압축하고 가속 한 다음 일련의 자석을 통해 앞뒤로 흔들어줍니다. X- 레이를 생성합니다. 이 X- 선은 생물학적, 화학적 및 물질 샘플을 연구하는 데 사용되어 과학자들이 분자 구조가 어떻게 움직이는 지에 대한 고해상도 이미지를 만들 수 있습니다.


연구진은 이러한 전자빔이 길고 부드러울 때 (예 : 미식 축구) 가장 안정적이고 더 균일 한 파장으로 더 밝은 X 선을 생성 할 수 있으며 고해상도 이미지를 제공 할 수 있다는 것을 발견했습니다. 그러나 SLAC 과학자이자 수석 연구원 인 Sergio Carbajo는 전자가 진공 상태에서 생성 될 때 서로 반발하기 때문에 빔은 결국" deflate"와 같이 더 짧고 예측할 수 없게 될 것이라고 말합니다. 축구는 스파이크로 덮여 있습니다."


GG quot; 축구 확장"


이 문제를 해결하기 위해 과학자들은 SLAC에서 공동 저자 인 Huang Zhirong Huang과 Daniel Ratner가 장기간 연구 한 기술인 레이저 히터라는 장치를 사용했습니다. 레이저 히터는 적외선 레이저 빔의 경로를 따라 전자 빔을 앞뒤로 흔들어 과학자들이 더 길고 더 나은 모양의 빔을 만들 수 있도록합니다. Carbajo는이 프로세스가 빔에 에너지를 주입한다고 GG는 생산 라인이 더 이상 혼돈되는 것을 방지하기 위해 가능한 빨리 약간의 혼돈을 도입한다고 말했습니다."


그는 다음과 같이 말했습니다. 그는 말한다." 그러나 우리가' 열' 전자가 처음에 에너지 분포를 변경하면 가속기의 끝에 도달 할 때 질량을 향상시키기 위해 모양을 사용자 지정할 수 있습니다."


GG quot; 도넛 레이저"


이 새로운 연구에서 연구팀은 레이저 빔을 링 모양의" 도넛 레이저로 속을 비움으로써 장치를 개선했습니다." 이 새로운 전자 성형 기술은 전자가 링의 중심에 얼마나 가까이 있는지에 따라 전자를 다르게 흔들기 때문에 불균일성을 개선하고보다 안정적인 빔을 생성 할 수 있습니다. 최종 결과는 아 원자 슈퍼 볼에서 비행하기에 적합한 완벽한 모양의 축구입니다.


GG quot;이 기술은 전자 빔"의 전반적인 품질을 향상시킵니다. Carbajo가 말했다. GG는 전자빔의 모양을 정밀하게 제어 할 수 있으므로 전자빔에 의존하는 과학 기기 (예 : 저장 링, 선형 가속기 및 광원)의 성능을 증폭하는 데 획기적인 중요성을 가지고 있습니다.