Selasa, 26 Oktober 2010

Studi menjelaskan sumber meja cerah, Koheren sinar-X


Hari ini, di Alam Fisika, peneliti dari Imperial College London, University of Michigan dan Instituto Superior Téchnico Lisbon menggambarkan alat meja yang menghasilkan sinkrotron X-ray, yang energi dan saingan kualitas yang dihasilkan oleh beberapa fasilitas X-ray terbesar di dunia.Ilmiah dan medis uang muka sering bergantung pada perkembangan alat diagnostik dan analitis lebih baik, untuk memungkinkan investigasi lebih banyak dan lebih tepat pada resolusi yang lebih tinggi dan lebih tinggi. Pengembangan dan penggunaan sumber cahaya energi tinggi untuk menyelidiki rincian dari berbagai bahan untuk keperluan riset dan komersial merupakan kawasan yang berkembang pesat ilmu pengetahuan dan rekayasa. Namun, daya tinggi, kualitas tinggi sumber sinar-X biasanya sangat besar dan sangat mahal. Sebagai contoh, Diamond Sumber Cahaya sinkrotron fasilitas di Didcot, Inggris, adalah 0.5km lingkar dan 263M £ biaya untuk membangun.Para peneliti yang melakukan studi saat ini telah menunjukkan bahwa mereka dapat meniru banyak dari apa yang dilakukan mesin-mesin besar, tetapi di atas meja. sistem mereka skala mikro menggunakan jet kecil gas helium dan laser daya tinggi untuk menghasilkan balok pensil tipis ultrashort energi tinggi dan spasial koheren sinar-X."Ini adalah perkembangan yang sangat menarik," kata Dr Stefan Kneip, penulis utama studi dari Departemen Fisika di Imperial College London. "Kami telah mengambil langkah-langkah pertama untuk membuatnya lebih mudah dan lebih murah untuk menghasilkan energi yang sangat tinggi, kualitas tinggi sinar-X Luar biasa, sifat yang melekat pada sistem kami relatif sederhana menghasilkan,. Dalam beberapa milimeter, kualitas sinar X-ray tinggi bahwa saingan balok yang dihasilkan dari sumber sinkrotron yang ratusan meter panjang Meskipun teknik kami tidak akan sekarang secara langsung bersaing dengan beberapa sumber sinar-X besar di seluruh dunia,. untuk beberapa aplikasi ini akan memungkinkan pengukuran penting yang belum mungkin sampai sekarang. "Sinar-X yang dihasilkan dari sistem yang baru memiliki panjang pulsa sangat singkat. Mereka juga berasal dari sebuah titik kecil di ruang angkasa, sekitar 1 mikron di seberang, yang menghasilkan sinar X-ray sempit yang memungkinkan peneliti untuk melihat rincian halus dalam sampel mereka. Kualitas ini tidak tersedia dari sumber X-ray dan lainnya sehingga sistem peneliti dapat meningkatkan akses, atau menciptakan peluang baru dalam, maju pencitraan sinar-X. Sebagai contoh, pulsa pendek ultra memungkinkan peneliti untuk mengukur interaksi atom dan molekul yang terjadi pada skala waktu femtosecond. femtosecond adalah seper seribu detik.

Dr Zulfikar Najmudin, pemimpin tim eksperimental dari Departemen Fisika di Imperial College, menambahkan: "Kami pikir sistem seperti kita bisa memiliki banyak kegunaan Misalnya, pada akhirnya dapat meningkatkan secara dramatis resolusi sistem pencitraan medis menggunakan energi tinggi. X-ray, serta memungkinkan retakan mikroskopik dalam mesin pesawat untuk diamati dengan lebih mudah. Hal ini juga dapat dikembangkan untuk aplikasi ilmiah tertentu dimana pulsa ultrashort dari sinar-X dapat digunakan oleh peneliti untuk "membekukan" gerak pada pernah terjadi sebelumnya pendek skala waktu. "Untuk menciptakan sistem baru mereka X-ray, tim peneliti melakukan percobaan di Pusat ultrafast Optical Science di University of Michigan yang konseptual sederhana, namun dibutuhkan fasilitas state-of-the-art laser. Mereka bersinar sinar laser yang sangat tinggi, bernama Hercules, ke dalam jet gas helium untuk membuat kolom kecil plasma helium terionisasi. Dalam plasma ini, pulsa laser menciptakan gelembung dalam ion helium yang bermuatan positif dikelilingi oleh selubung elektron bermuatan negatif.Karena ini pemisahan muatan, gelembung plasma memiliki medan listrik kuat bahwa kedua mempercepat beberapa elektron dalam plasma untuk membentuk sebuah balok energik dan juga membuat 'menggoyangkan' balok. Sebagai berkas elektron menggoyangkan menghasilkan sinar X-ray sangat collimated co-menyebarkan yang diukur dalam percobaan ini.Proses ini mirip dengan apa yang terjadi dalam sumber-sumber sinkrotron lain, tetapi pada skala mikroskopis. Percepatan dan produksi sinar-X yang terjadi selama kurang dari satu sentimeter dengan sumber sinar-X secara keseluruhan meja ditempatkan di sebuah ruang vakum yang kira-kira 1 meter di setiap sisi. miniaturisasi ini mengarah ke sumber berpotensi jauh lebih murah berkualitas tinggi sinar-X. Hal ini juga menghasilkan sifat unik dari kilatan cerah pendek sinar-X.Dalam studi baru, para peneliti menjelaskan, untuk pertama kalinya, karakteristik teknis balok dan citra uji ini yang menunjukkan kinerjanya.Dr Najmudin menyimpulkan:.. "Teknik kami sekarang dapat digunakan untuk menghasilkan detail gambar X-ray Kami sedang mengembangkan peralatan kita dan pemahaman kita tentang mekanisme generasi sehingga kita dapat meningkatkan tingkat pengulangan sumber X-ray laser daya tinggi saat ini cukup sulit untuk digunakan dan mahal, yang berarti kita belum pada tahap ketika kita bisa membuat murah baru sinar-X sistem banyak tersedia. Namun, teknologi laser maju dengan cepat, sehingga kami optimis bahwa dalam beberapa tahun akan ada handal dan mudah digunakan X-ray yang tersedia yang mengeksploitasi sumber temuan kami ".

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar