Газета.Ru в Telegram
Новые комментарии +

Разработка российских ученых позволит исследовать процессы на атомном и ядерном уровне

Сотрудники Российского квантового центра и Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова исследовали процесс релятивистской генерации оптических гармоник высокого порядка в плазме, созданной ультракороткими лазерными импульсами с длиной волны около 3,9 микрометров на поверхности твердых мишеней. Эта работа может привести к созданию эффективного источника аттосекундных (10-18 секунды) импульсов, открыть новые режимы взаимодействия лазерного излучения с веществом, исследовать процессы генерации когерентного рентгеновского излучения и лазерного ускорения частиц. Работа проходила в рамках проектов, поддержанных Российским научным фондом, а ее результаты опубликованы в журнале Optics Letters.

Оптическая физика сверхкоротких (длительностью от единиц до десятков периодов колебаний электромагнитного поля) импульсов и лазерные технологии стремительно развиваются в направлении освоения среднего инфракрасного (ИК) диапазона (2–10 микрометров). Новые методы генерации сверхкоротких импульсов позволяют сформировать предельно короткие импульсы электромагнитного излучения с рекордной для этого диапазона пиковой мощностью поля.

Сотрудники Российского квантового центра совместно с коллегами из Технического университета Вены (Австрия) создали уникальную лазерную систему, позволяющую получать импульсы длительности около 80 фемтосекунд (фс, 1 фс = 10-15 с) на длине волны около 3,9 мкм с энергией до 35 миллиджоулей (мДж). Такие интенсивные всплески электромагнитного поля в данном частотном диапазоне позволяют ученым воспроизвести новые режимы взаимодействия излучения с веществом и открывают необычные свойства нелинейно-оптического отклика материалов в среднем ИК-диапазоне.

«Эксперименты, поддержанные грантами РНФ, показали, что можно использовать оптические источники мощных сверхкоротких импульсов среднего ИК-диапазона последнего поколения для достижения релятивистских уровней интенсивности поля. Лазерное излучение такой пиковой мощности способно ускорять электроны до скоростей, сравнимых со скоростью света», – рассказал один из авторов статьи, научный сотрудник ФНИЦ «Кристаллография и фотоника», кандидат физико-математических наук Александр Митрофанов.

Результаты экспериментов показали, что в среднем ИК-диапазоне релятивистский режим может наблюдаться при гораздо более низких уровнях интенсивности лазерного поля. Это происходит из-за того, что длина волны излучения в несколько раз больше, чем у широко распространенных лазерных систем видимого и ближнего ИК диапазона (0,4–2 мкм).

В ходе работы ученые сфокусировали лазерные импульсы на поверхности твердотельной мишени, обеспечивая интенсивность поля в диапазоне 1017 Вт/см2. Это значение считается низким по стандартам релятивистской оптики в ближней ИК-области, однако его хватает для генерации гармоник высокого порядка с характерными релятивистскими свойствами от источников в более длинноволновом диапазоне.

На основе данных исследований авторы смогут проводить экспериментальные исследования в области релятивистской оптической физики, в том числе лазерного ускорения частиц, генерации когерентного рентгеновского излучения, исследования свойств материи в экстремальных условиях на лабораторном столе.

«Выполненные исследования показали, что, совместное использование современных мощных короткоимпульсных источников ближнего ИК-диапазона позволило радикально повысить эффективность генерации аттосекундных импульсов, что позволит исследовать физические процессы на атомном и ядерном уровне», – заключил руководитель научной группы, профессор физического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова, доктор физико-математических наук Алексей Желтиков.

Новости и материалы
В Одессе произошли взрывы
Мировая премьера фильма Ивана Соснина «Пришелец» пройдет на ММКФ
В марте россияне активно покупали товары для рассады
В России вырос средний платеж коллекторам
В Китае ответили на выделение помощи США Тайваню
Синоптики рассказали о погоде в Москве 24 апреля
Южная Корея и США провели учения по противодействию помехам работы GPS со стороны КНДР
Японский лунный модуль SLIM неожиданно пережил третью лунную ночь
Директора московской школы осудили за организацию покушения на жену депутата
Колумбия направила США ноту протеста
На Украине пропали четыре бразильских бойца Иностранного легиона
В КНР назвали состав новой миссии на станцию «Тяньгун»
Названы самые популярные ноутбуки у россиян
Трамп и Байден выигрывают праймериз еще в одном штате
В «Лаборатории Касперского» предупредили о главной в этом году цели хакеров
У побережья Панамы произошло сильное землетрясение
Сестра лидера Северной Кореи в очередной раз обвинила США
Буэнос-Айрес требует ареста иранского министра, считая его причастным к теракту
Все новости