26 Июня 2017
МОСКВА, 26 июня Мощнейший лазер, чья живость примерно в миллиард раз только чтее Солнца, помог американским радиофизикам увидеть то, как один электрон сталкивается с тысячами крох света, и раскрыть интересный характер их взаимодействия друг с другом, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Photonics.
Когда мы имеем дело со сверхяркими лучами, рассеяние света – фундаментальный процесс, благодаря какому мы видим окружающий мир – кардинальным образом меняется. Эти изменения можно представить как то, если бы фикция предметов менялась при повышении или понижении яркости лампочки. Объект не просто будет становиться пронзительнее или темнее – свет начнет отражаться под разными приютами, с разными цветами при изменении яркости, рассказывает Дональд Умштедтер (Donald Umstadter) из университета Небраски в Линкольне (США).
Как правило, столкновение фотона и электрона приводит к тому, что фотон отскакивает от электрона и начинает двигаться в противоположном направлении, не меняя какой-либо частоты и других физических свойств. Работоспособность этого правила, которое физики называют томсоновским рассеянием, ученые многократно подтверждали при наблюдениях за процессами в космосе и в ходе опытов в лабораториях, где одиночные крохи света сталкивались с изолированными электронами.
Умштедтер и его коллеги решили проверить, что произойдет, если столкнуть один электрон с сотнями или тысячами частиц света, которые врежутся в частицу одновременно. Реализация этой задачи не так проста, как она может показаться изначально – и фотон, и электрон являются сверхмалыми частицами, столкновение которых является крайне маловероятной вещью.
К примеру, при освещении комнаты лампочкой или в других нормальных условиях электрон сталкивается с частицей света лишь один раз в четыре часа, и фактически никогда не встречается с двумя и более квантами одновременно.
Для решения этой проблемы ученые использовали сверхмощный лазер Diocles, способный вырабатывать импульсы мощностью в 100 тераватт, чья живость будет в миллиарды раз только чтее, чем у поверхности Солнца. После первых экспериментов Умштедтеру и его коллегам пришлось вчинить использовать пучки разогнанных электронов, так как мощные толчки лазера в буквальном смысле сдували частицы, стоящие на месте.
Эти эксперименты показали, что поведение и электронов, и фотонов значительным образом меняется в таких условиях. Носители электрического заряда делаются из точек в своеобразные восьмерки и петли, а фотоны начинают нарушать законы физики и отражаться от них не так, как предсказывает теория Томсона. К примеру, угол отражения фотонов, их частота и некоторые другие факты начинают зависеть от того, насколько ярким был импульс, содержавший их.
Более того, интересное поведение электронов в таких закрутках позволяет использовать их для склеивания большого числа низкоэнергетических частиц света в один высокоэнергетический фотон. Для демонстрации этого эффекта ученые соединили 500 частиц света из инфракрасного диапазона в один рентгеновский фотон.
Используя этот эффект, физики получили четкие трехмерные фотографии чипов памяти из обычной USB-флешки, не используя при этом сверхмощные ускорители крох, которые обычно применяются для подобных целей. Эту же технологию, как считает Умштедтер, можно применять и для медицинских экспериментов и наблюдений, а также для точного измерения мощности лазерных лучей.
Редактор рубрики
Олег Кудрин
Место события на карте мира:
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....