Сегодня интенсивное рентгеновское излучение получают с помощью установки, называемой источником синхротронного излучения. Они используются для изучения материалов, молекул лекарственных препаратов и биологических тканей. Однако даже самые маленькие из существующих синхротронов имеют размеры примерно с футбольный стадион.
В отличие от традиционных установок новое устройство может иметь ширину всего несколько микрометров — меньше толщины человеческого волоса.
Принцип действия основан на использовании поверхностных плазмонных поляритонов — особых волн, возникающих при взаимодействии лазерного света с поверхностью материала. Как показало моделирование, циркулярно поляризованный (проще говоря, закрученный подобно штопору) лазерный импульс, направленный в полую нанотрубку, создает электрические поля напряженностью в несколько теравольт на метр, что значительно превосходит возможности современных ускорителей.
По словам исследователей, такая архитектура формирует идеальные условия для взаимодействия спирального лазерного излучения с электронами. Механизм назвали «квантовым замком и ключом».
По словам ученых, им удалось смоделировать микросинхротрон на основе тех же физических принципов, которые управляют установками масштаба одной мили (1,6 км). Результаты работы опубликованы в научном журнале Physical Review Letters.
Технология способна кардинально изменить доступ ученых к передовым источникам рентгеновского излучения. В настоящее время исследователи вынуждены ждать несколько месяцев для получения нескольких часов работы на крупных синхротронных установках.
По словам авторов концепции, микроускорители можно использовать для более четкой медицинской визуализации, ускоренной разработки лекарств за счет анализа структур белков и быстрого тестирования хрупких компонентов в материаловедении.
Ранее Наука Mail рассказывала об открытии российских ученых, способном повысить эффективность рентгеновской диагностики.
