Nejsilnější rentgenový laser na světě
Stanfordský lineární urychlovač umožní sledovat jevy a děje z oblasti mikrosvěta, které za pomoci jiných přístrojů nelze pozorovat. Bude "snímat" obrázky atomů a molekul v průběhu času podobně jako na filmu.
Na světě existuje mnoho částicových urychlovačů, některé slouží ke studiu chování částic. Vysoce urychlené částice se v nich nechávají navzájem srážet. Jiný způsob využití urychlovače spočívá v tom, že urychlené částice složí jako zdroj energie pro nějaký jiný proces. Sem patří i jedna z nových funkcí Stanfordského lineárního urychlovače SLAC (Stanford Linear Accelerator Center), jejím výsledkem je mocný zdroj koherentního a tvrdého rentgenového záření. Tedy stručně řečeno vzniká rentgenový laser, v současnosti nejsilnější na světě. Tímto výkonným "rentgenem" pak můžeme sledovat jisté jevy a děje z oblasti mikrosvěta, ze světa atomů a molekul, které jiné metody neumožňují pozorovat.
Stanfordský lineární urychlovač tvoří přímá dráha o délce zhruba 3 km. Pomocí složité soustavy proměnlivých elektrických polí v něm lze urychlit elektrony či jejich antičástice - pozitrony - až na rychlosti blížící se rychlosti světla. Při generování rentgenového laserového záření jsou těsně podsvětelně letící elektrony příčně pravidelně rozkmitány hustou soustavou silných magnetů. Výsledkem je pravidelný, rychlý a koordinovaný příčný vlnivý pohyb za sebou letících elektronů - můžeme si je představit jako lyžaře-slalomáře.
Podle zákonů fyziky při podobné operaci vzniká elektromagnetické záření (dráha každého elektronu je silně ohýbána, elektron je prudce střídavě urychlován a brzděn), konkrétně zde vzniká na výstupu tvrdé rentgenové záření s vlastnostmi laseru. Vznikají dokonce velice rychlé pulsy tohoto záření, které umožňují "snímat" obrázky atomů a molekul v průběhu času podobně jako na filmu. Tímto postupem lze zachytit, jak na sebe reagují atomy nebo jak se mění tvar molekul.
Celkový průlet elektronů urychlovačem je mnohem složitější. Také prvotní fáze pulsního odesílání elektronové "fronty" vyžaduje delší popis. Dráhy elektronů jsou během své cesty urychlovačem různě korigovány a fokusovány a elektrony jsou nakonec odváděny pryč. Musíme dodat, že ve výkonnosti bude stanfordský rentgenový laser v r. 2014 patrně překonán podobným evropským zařízením XFEL.
Více z pořadu
E-shop Českého rozhlasu
Kdo jste vy? Klára, nebo učitel?
Tereza Kostková, moderátorka ČRo Dvojka
Jak Klára obrátila všechno vzhůru nohama
Knížka režiséra a herce Jakuba Nvoty v překladu Terezy Kostkové předkládá malým i velkým čtenářům dialogy malé Kláry a učitele o světě, který se dá vnímat docela jinak, než jak se píše v učebnicích.
