Команда исследователей, под руководством болгарского ученого, сделала революционное открытие в физике

Его имя появилось в средствах массовой информации практически всех стран мира – от России до Южной Америки, от США до Азии, от одного из самых авторитетных научных журналов „Science” до телеканала с многомиллионной аудиторией CNN. Речь идет о болгарине Теньо Попминчеве, возглавившем команду ученых, создавших революционное изобретение – настольный рентгеновский лазер. Так, устройство, которое прежде отличалось огромными размерами, зачастую сравнимыми с футбольным стадионом, теперь уже умещается на одном письменном столе. И еще: благодаря созданной технологии, впервые могут быть зафиксированы самые быстрые процессы вне атома, что делает рентгеновские снимки практически безвредными.

Создатели изобретения убеждены, что мы находимся на пороге революции в области физики, биологии и медицины. Ученые считают, что с помощью рентгеновских лазеров, мы сможем наблюдать за изображением веществ на атомном уровне разрешения. А это, со своей стороны, позволит нам заглянуть в ряд физических процессов изнутри. До сего момента габариты и цена традиционной лазерной установки не позволяли применять ее повсеместно. И еще: согласно представлениям современной атомной физики, для создания нового поколения рентгеновского лазера необходима огромная энергия, которую способна выделить только атомная бомба. Единственно так можно возбудить атом на излучение нужных высокочастотных лучей.

Однако команда ученых из университета штата Колорадо в городе Боулдер, под руководством болгарского физика Теньо Попминчева, решила проверить действительно ли это так, пойдя против догм в своей области. И этот смелый шаг дал впечатляющий результат. После серии экспериментов, физикам удалось создать настольный рентгеновский лазер. Попминчев и его коллеги уже располагают первыми доказательствами того, что сильное излучение устройства не отличается от настоящего лазера, несмотря на то, что оно не базируется на принципе, требующем энергии атомной бомбы.

Новая технология может быть использована в биологических, физических и других научных исследованиях. Рентгеновский лазер, который Теньо Попминчев и его коллектив создали, может преобразовывать инфракрасное излучение в рентгеновские лазерные импульсы. На практике группа физиков воспользовалась тем, что атомы благородных газов аргона и неона могут быть заряжены энергией, которая приводит к излучению ими фотонов (элементарных частиц, переносчиков электромагнитного взаимодействия). Любопытно в данном случае то, что они начинают излучать фотоны синхронно, во всех диапазонах электромагнитного излучения. Получается неоднородное излучение, в котором присутствует множество пиков и провалов. Значительная часть таких пиков приходится на ультрафиолетовую и рентгеновскую часть спектра. Именно этот эффект позволил Попминчеву и его коллегам создать рентгеновский лазер. Однако для этого требуется специальный механизм накачки, позволяющий получить пики максимальной высоты и силы именно в рентгеновской области излучения. Физики решили эту задачу при помощи специального алгоритма, изменявшего длину волны этого лазера в процессе накачки.

Ученые проверили свою методику – они собрали экспериментальный прототип рентгеновского лазера и проверили его в деле. Эксперимент завершился удачно. Как полагают физики, подобные лазеры можно использовать для изучения структуры молекул, наблюдения за клеточными процессами и другими тайнами микромира.

Редактор: Венета Павлова
Перевод Снежаны Никифоровой