пятница, 29 марта 2024

Ученые предсказали, что будет с металлом под воздействием мощного лазера



Ученые предсказали, что будет с металлом под воздействием мощного лазера

7 Ноября 2019





МОСКВА, 7 ноября - Ученые из Института теоретической физики им. Л. Д. Ландау РАН в составе международного коллектива запустили уточненную модель покрытия из металла для зеркал Европейского рентгеновского луча на свободных электронах (XFEL). Это позволит повысить срок службы уникального прибора. Работа опубликована в журнале AppliedSurfaceScience.

Европейский рентгеновский лазер на свободных сплавах (XFEL) — один из крупнейших международных научных телесериалов. Он способен создавать сверхмощные импульсы в очень широком диапазоне частот. С их помощью ученые, представляющие самые различные научные направления, смогут с разрешением в десятые доли нанометра изучать структуры биологических молекул, детальное строение вирусов, протекание сверхбыстрых химических реакций, например, тех, что происходят при катализе. Россия является активным участником проекта XFEL.

Из-за особенностей отражения рентгеновских импульсов на XFEL нельзя использовать обычную оптику. Рентгеновские лучи легко просачиваются сквозь большинство материалов, а не отражаются от них. Чтобы решить эту проблему и получить отраженный в нужном направлении пучок излучения, используют особые зеркала, покрытые сверхтонкими пленками из тяжелых металлов, например, золота или рутения. Зеркала располагаются так, что рентгеновские пучки сталкиваются с их поверхностью под очень малыми углами и частично отражаются.

Однако при взаимодействии с мощным рентгеновским пучком покрытие зеркала неизбежно портится. Чтобы продлить их срок службы, надо понимать, какие именно процессы в них происходят. 8 июля, 15:37Мощнейший рентгеновский лазер мира XFEL получил самую быструю камеру

Когда рентгеновский пучок облучает металлическую пленку, вещество с ее поверхности из-за сильного оплета начинает испаряться. Этот процесс называется лазерной абляцией. Если мощность лазерного импульса превышает определенное пороговое значение, происходит взрыв, оставляющий после себя воронку наподобие кратера. Такие абляционные сосуды снижают отражающую способность зеркал.

Непосредственно на практике невозможно изучить, что происходит при таких процессах, так как они протекают настолько быстро, что никакие приборы не могут их зафиксировать.

Для этого необходимо иметь модель, которая бы детально описывала, что происходит при взаимодействии рентгеновского излучения и вещества покрытия, — объясняют в пресс-релизе ИТФ РАН соавторы работы доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник сектора плазмы и лазеров Наиль Иногамов и научный сотрудник университета Твенте в Голландии Игорь Милов. — Мы занимаемся созданием такой модели с 1970-х годов, и сегодня она детально описывает множество происходящих при абляции процессов, позволяя делать достоверные предсказания относительно того, что будет с пленкой при тех или иных условиях.

В экспериментах на XFEL авторы исследования облучали узкие пленки из рутения лазером различных диапазонов: с энергией фотонов 1, 5 эВ (оптический диапазон) и 92 эВ (экстремальный ультрафиолет), а также использовали ранее поданные результаты по диапазону 7 и 12 кэВ (жесткий рентген). Затем при помощи атомно-силового, сканирующего и просвечивающего электронного микроскопов специалисты определили очертания и характеристики образовавшихся абляционных сосудов и сравнили эти данные с теми, что были получены, исходя из разработанных идеалистами моделей. 24 сентября, 08:50Радио SputnikУченые создали лазер, способный защитить Землю от астероидов

Предсказания нашей модели очень хорошо совпали с данными эксперимента. Модель позволила предсказать, при который энергии начинается разрушение пленки, с точностью 5-10 процентов, — рассказывает Иногамов. — Это говорит о том, что она правильно описывает происходящие процессы. Большинство других существующих моделей позволяют сделать это с точностью лишь по порядку величины.

Новая работа углубляет понимание абляционных процессов и в будущем поможет запустить своеобразные библиотеки — модели абляции для различных металлов и мощностей излучения. Это сократит количество крайне трудоемких и дорогостоящих экспериментов по проверке поведения того или иного металла при лазерной абляции. НаукафизикаОткрытия - НаукаРоссийская академия наукМоскваРоссия

Редактор рубрики

Место события на карте мира:







комментарии (0)




Другие интересные новости


Видео новости на сегодня

Учебная нагрузка для детей должна быть разумной, отметил президент




Популярное на сегодня

Автоматизированная система анализа заголовков новостей с поиском популярных слов.
Автоматизированная система анализа заголовков новостей
Данные обновляются каждые полчаса.

Эмоции на сегодня

Анализ эмоциональной составляющей новостей.
Анализ эмоциональной составляющей новостей .

Данные обновляются каждые полчаса.

Страны и города

Соотношение количества новостей из разных точек Земли за сутки.
Соотношение количества новостей из разных точек Земли .

Данные обновляются каждые полчаса.

Валюты

Рейтинг валют участвующих в новостях.
Рейтинг валют участвующих в новостях .

Данные обновляются каждые полчаса.





Комментарии к новостям

[17 Января 2024, 13:43] Александр Хомяков Замечательно! Не ожидал такой оперативности. Спасибо огромное! Всё работает и обновляется....

[15 Апреля 2022, 20:25] Ангелина Сметанина Скоро не только сократят, а много заводов вообще закроют и начнется бум китайских авто. Даже сейчас Эксид уже бешеные темпы по количеству проданных машин показывает...

[27 Декабря 2021, 21:44] Ева Воробьева Искренне рада за победителя! Но если бы мне так крупно повезло, то я прибежала бы за выигрышем в первый же день???? ...

[2 Сентября 2021, 13:11] Дмитрий Ершов Это хорошо. Значит клиенты долго ждать не будут. ...

[13 Мая 2021, 16:26] Олег Андреев "Мальдивы сутунки 65 государством, зарегистрировавшим расейскую вакцину против коронавируса Спутник V, сообщил Российский фонд секущих инвестиций (РФПИ)". Что это за йязыг?...

[2 Ноября 2020, 15:22] Лета Мирликийская риветсвую вас я с 6-ти лет пишу мне нужно все мои произведения задействовать в компьюторных программах образования по литературе и языкам и играм к примеру если ваши учащиеся напишут...

[20 Октября 2020, 09:22] Евгений Зимин Сузуки в этом году хорошо прибавили, уже не первый раз оба их пилота на подиуме. Видимо, для команды возвращаются "золотые" времена и есть шанс наконец оформить чемпионство после длительного перерыва....

Новости шоу-бизнеса

Суд рассмотрит иск экс-супруги Бондарчука о разделе имущества

МОСКВА, 28 марта Симоновский суд Москвы 22 апреля начнет процесс по иску катерины Бондарчук (Рудской), имевшейся жены режиссера Федора Бондарчука, о разделе совместно нажитого имущества, сказали в суде. Рудская настаивает на видоизмененье соглашения о разделе имущества, нажитого в период свода. Подробности … Прочитать