openscience

Σύμφωνα με δύο διαφορετικά άρθρα που δημοσιεύτηκαν στο περιοδικό Nature, η πιο ισχυρή διάταξη εκπομπής ακτίνων laser στον κόσμο χρησιμοποιήθηκε για να παράγει το πρώτο παλμό ακτίνων X σε ατομικό επίπεδο, αλλά και για να υπερθερμάνει ένα μικρό κομμάτι αλουμινόχαρτου μέχρι περίπου τα 2 εκατ. βαθμούς Κελσίου, δημιουργώντας «στερεό πλάσμα» (solid plasma ή hot dense matter). Το ατομικό laser θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την παρακολούθηση βιολογικών διεργασιών, ενώ η παραγωγή στερεού πλάσματος θα μπορούσε να ρίξει φως στις διεργασίες της πυρηνικής σύντηξης.

Οι επιστήμονες στο εργαστήριο SLAC (Stanford Linear Accelerator Center) στο Πανεπιστήμιο Stanford χρησιμοποιήσαν μια διάταξη που ονομάζεται Linac (Linear Acceleration) Coherent Light Source (LCLS), η οποία εκπέμπει αστραπιαίους παλμούς ακτίνων X και σκόπευσαν ένα μικρό κομμάτι αλουμινόχαρτου. Η ομάδα του Δρ. Sam Vinko μέτρησε τη θερμοκρασία που προέκυψε στα 2 εκατ. βαθμούς Κελσίου ή 3.6 εκατ. βαθμούς Fahrenheit και μάλιστα μετά από μόλια ένα τρισεκατομμυριοστό του δευτερολέπτου. Τα μοντέλα δημιουργίας και συμπεριφοράς του στερεού πλάσματος θα βοηθήσουν τους επιστήμονες να κατανοήσουν και ίσως να αναπαράγουν τη διεργασία της πυρηνικής σύντηξης που παρέχει την ένεργεια στον Ήλιο. Αν και η δημιουργία πλάσματος από αέρια είναι δυνατή και με τα συμβατικά laser, απαιτείται μια εξαιρετικά ισχυρή διάταξη για να γίνει αυτό από ένα στερεό υλικό. Το εξαιρετικά μικρό μήκος κύματος της ακτίνας του LCLS μπορεί να διεισδύσει σε ένα πυκνό υλικό, αλλά και ταυτόχρονα να βοηθήσει στην παρατήρησή του, χρησιμοποιώντας ριπές από ακτινοβολία X που είναι πάνω από ένα δισεκατομμύριο φορές πιο ισχυρή από οποιαδήποτε άλλη διάταξη laser.

Σε μια άλλη εργασία, το LCLS χρησιμοποιήθηκε για να δημιουργηθεί το πρώτο laser ακτίνων X ατομικού επιπέδου, ανοίγοντας ένα καινούριο τομέα στην απεικόνιση τέτοιων δομών. Επιστήμονες από το εργαστήριο Lawrence Livermore National Laboratory χρησιμοποίησαν το LCLS και τα laser ελεύθερων ηλεκτρονίων πάνω σε μια συστάδα από άτομα νέον, ωθώντας κάποια ηλεκτρόνια σε καταστάσεις υψηλότερης ενέργειας που εξέπεμπαν με τη σειρά τους ακτίνες X. Οι παλμοί αυτού του ατομικού laser είναι πιο σύντομοι και θα μπορούσαν να εντοπίσουν λεπτομέρειες διαδράσεων σε ατομικό επίπεδο που θα ήταν αδύνατο να γίνουν ορατές με άλλο τρόπο.