Получен рекордно тонкий пучок рентгеновских лучей

Схема установки и рентгеновской линзы
Схема: F. Döring et.al, Optics Express, Vol. 21, Issue 16, pp. 19311-19323 (2013)

Немецкие физики из исследовательского центра DESY получили самый тонкий и точно сфокусированный пучок рентгеновского излучения. Синхротронный источник излучения PETRA III выдал луч диаметром всего десять нанометров; подробности приведены в статье исследователей для журнала Optics Express, а кратко о результате ученых сообщается на сайте исследовательского центра Ассоциации Гельмгольца.

Для управления рентгеновским излучением физики использовали специальные оптические элементы, изготовленные по принципу зонной пластины Френеля. Так как обычное стекло для изготовления рентгеновской оптики не годится, ученые создали линзы на основе многослойной вольфрамовой проволоки. Слои получались напылением кремния и вольфрама. Проволоку при производстве линз разрезали на поперечные круглые диски, которые в результате имели слоистую кольцевую структуру. Число слоев, как сообщают исследователи, достигало полусотни.

Кольца, созданные слоями разных материалов, имели толщину всего в несколько нанометров. При падении рентгеновских лучей кольца отклоняли их в сторону за счет дифракции. При длине волны в 0,157 нанометров ученым удалось собрать пучок поперечником в несколько сотен нанометров в пятно диаметром около десяти нанометров.

Рентгеновское излучение в установке PETRA III возникает за счет торможения электронов, предварительно разогнанных специальным ускорителем. Такое излучение называют синхротронным и оно широко используется для изучения внутреннего строения различных материалов, определения атомной структуры веществ, а короткие импульсы рентгеновского излучения позволяют наблюдать за протеканием химических реакций. Уменьшение диаметра рентгеновского пучка приводит к повышению четкости изображения, поэтому работа ученых имеет не только теоретическое, но и прикладное значение.