Nouă metodă de generare și direcționare a razelor X.

O impresie a artistului cu raze X (violet) emisă de noul tip de sursă de raze X, unde o structură stratificată care ghidează fasciculul este bombardată de electroni (galben). Credit: Julius Hilbig

Fizicienii de la Universitatea din Göttingen dezvoltă o metodă în care grinzile sunt generate simultan și ghidate de o „structură sandwich”.

Razele X sunt adesea dificil de dirijat și ghidat. Fizicienii cu raze X de la Universitatea din Göttingen au dezvoltat o nouă metodă prin care razele X pot fi emise mai precis într-o singură direcție. Pentru a face acest lucru, oamenii de știință folosesc o structură subțire de materiale cu diferite densități de electroni pentru a devia simultan și a focaliza fasciculele generate. Rezultatele studiului au fost publicate în revista Science Advances.

Pentru a genera raze X în tuburile normale de raze X, electronii care au fost accelerați de înaltă tensiune se ciocnesc cu un anod metalic. Atomii metalului sunt deviați și frânează electronii pe calea lor, sau electronii excită atomii metalici pentru a emite radiații în timp ce se ciocnesc unul cu celălalt. Atât decelerarea electronilor, cât și excitarea atomilor metalici duc la emisia de radiații cu raze X. Din păcate, radiația este emisă în mod egal în toate direcțiile și este dificil de direcționat către un fascicul focalizat. În plus, fața de undă a razelor X emise este complet aleatorie și dezordonată.

Tim Salditt și Malte Vassholz

Tim Salditt (stânga) și Malte Vassholz. Credit: Universitatea din Göttingen

Fizicienii de la Institutul de Fizică a razelor X de la Universitatea din Göttingen au observat acum un nou efect atunci când anodul este înlocuit de o structură adecvată de film subțire de materiale cu diferite densități de electroni. Grosimea „structurii sandwich” trebuie să fie de câteva milionimi de milimetru. Dacă se alege o anumită secvență de straturi, raze X pot fi ghidate.

„Când electronii accelerați au impact asupra acestei structuri sandwich, spectrul unghiular al razelor X generate se schimbă”, spune Malte Vassholz, primul autor al lucrării. El continuă spunând: „Razele X sunt generate preferențial și rulează paralel cu straturile, care acționează ca un ghid de undă, similar cu o fibră optică”.

Calculele numerice detaliate permit reproducerea rezultatelor într-un model și calcularea acestora pentru o anumită alegere de structură. “Conform calculelor noastre, efectul ar putea fi îmbunătățit în continuare prin optimizarea structurii. Acest lucru ne-ar permite să generăm radiații cu raze X cu o luminozitate mai mare”, adaugă profesorul Tim Salditt.

Speranța este că măsurătorile cu raze X, care până acum erau posibile doar la accelerații mari, cum ar fi sincronul electronilor de la Hamburg, ar putea fi, de asemenea, introduse într-o anumită măsură în laborator. Aplicatiile de imagistica cu raze X la obiecte microscopice mici, cu contrast redus (cum ar fi tesuturile biologice moi) sunt deosebit de interesante, spune Salditt.

Referință: „Observarea radiațiilor X induse de electroni și a radiațiilor caracteristice bremsstrahlung ale unei cavități de ghid de undă” de Malte Vassholz și Tim Salditt, 22 ianuarie 2021, Progrese științifice.
DOI: 10.1126 / sciadv.abd5677

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Apneea obstructivă în somn este frecventă la persoanele cu tulburări cognitive – este tratabilă

O tulburare de somn tratabilă în mod obișnuit la persoanele cu probleme de gândire și memorie. Apnee obstructivă în somn - respirația se oprește de...

Oamenii de știință dezvăluie cheia creșterii musculare adecvate

Analiza imunofluorescenței unui grup de celule stem proliferante asociate cu fibre musculare (gri). Celulele stem produc Dll1 (roșu) și MyoD (verde). Două...

ExoMars Orbiter surprinde fermitatea la locul de aterizare al craterului Mars Jezero

ESA-Roscosmos Trace Gas Orbiter a observat vehiculul NASA Perseverance Mars 2020, împreună cu o parașută și o carapace spate, un scut termic și o...

Reglarea cuantică în grafen avansează era comunicațiilor fără fir Terahertz de mare viteză

Tunelare cuantică. Credit: Daria Sokol / Biroul de presă MIPT Oamenii de știință de la MIPT, Universitatea Pedagogică de Stat din Moscova și Universitatea...

Utilizarea moleculelor vibrante pentru a investiga proprietățile undelor materiei

Ionii moleculari HD + (perechi de puncte galbene și roșii) într-o capcană de ioni (gri) sunt iradiați de o undă laser (roșu). Acest...

Newsletter

Subscribe to stay updated.