Гамма-лазер для изучения устройства материи разработан российскими учеными

Российскими физиками был разработан новый тип лазеров, вырабатывающих гамма-волны, пригодные для создания оптических гребенок. С их помощью можно проводить исследования в области квантовой электродинамики.

Новый метод может пригодиться для проведения фотоядерных экспериментов, а также исследований в области нелинейной квантовой электродинамики. Их планируют провести в Исследовательском центре по физике частиц DESY в Германии и Национальной ускорительной лаборатории SLAC в США.

Под оптическими гребенками подразумеваются импульсы лазерного излучения, спектр которых сконфигурирован так, что по всей структуре напоминает расческу или гребень. Данные формы интересны прежде всего тем, что они позволяют преобразить сигналы из радиочастотной части спектра в оптический диапазон и наоборот.

Российские ученые уже долгое время работают над созданием аналогов оптических гребенок для гамма-излучения. Такие устройства интересны ученым, исследующим природу материи. Еще они могут рассматриваться как основа для новых типов спектроскопов.

Но практическое внедрение пока что еще не осуществлено. Дело в том, что этому мешает их низкая яркость из-за особенностей поведения пучков электронов и лазерных лучей. Их взаимодействие приводит к значительному ухудшению качества гребенки.

Но российские ученые решили данную проблему. С помощью суперкомпьютера они рассчитали, как будет вести себя подобный излучатель гаммаволновых гребенок при изменении характера поляризации лазера, взаимодействующего с электронами.

Уровень помех можно снизить, если «закрутить» луч и заставить его взаимодействовать с электронами тогда, когда интенсивность излучения достигает пика и почти не меняется. Благодаря этому наращивается мощность гребенки, жертвуя лишь небольшой частью спектра.

В скором времени идея будет реализована с помощью мощных ускорителей частиц. Ученые получат не только высококачественные гамма-волновые гребенки, но и проверят те аспекты теории квантовой электродинамики, которые в прошлом не поддавались экспериментальному изучению.