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

Mișcări ale electronilor de ceas în interiorul unui atom: viteza obturatorului de o milionime dintr-o miliardime de secundă

Reprezentarea artistică a experimentului. Întârzierea inerentă între emisia celor două tipuri de electroni duce la o elipsă caracteristică în datele analizate. În...

Materialul nou poate proteja mai bine soldații, sportivii și șoferii de șoc, impact și explozii

Soldații, sportivii și șoferii pot face viața mai sigură datorită unui nou proces care ar putea duce la o protecție mai eficientă și reutilizabilă...

A fost găsit cel mai vechi loc de înmormântare uman din Africa – un copil a fost îngropat în urmă cu 78.000 de ani

Vedere generală a zonei peșterii Panga ya Saidi. Observați săparea șanțului unde a fost deschisă înmormântarea. Credit: Muhammad Javad Shoaee Descoperirea celui mai...

Se preconizează că speciile non-native vor crește cu 36% în întreaga lume până în 2050

Gâscă egipteană (Alopochen aegyptiaca) originară din Africa și stabilită acum în Europa Centrală și de Vest. Credit: profesorul Tim Blackburn, UCL Se preconizează că...

Visele noastre pot fi ciudate

Această ilustrație reflectă supra-ipoteza creierului, care susține că calitatea redusă și halucinantă a viselor nu este o greșeală, ci o trăsătură particulară, deoarece ajută...

Newsletter

Subscribe to stay updated.