18+
  1. Ученые придумали, как снимать "кино" в рентгеновском диапазоне

Ученые придумали, как снимать "кино" в рентгеновском диапазоне

Ученые придумали, как снимать "кино" в рентгеновском диапазоне
Технология создания трехмерных высокоскоростных фильмов на молекулярном уровне в рентгеновском изображении стала возможна с использованием микроскопических зеркал, способных открываться и закрываться сотни тысяч раз в секунду.

Современные цифровые микроскопы используют обычную оптику, укомплектованную системой ввода-вывода, где главной деталью является микрообъектив. Так, компания Tokyo Boeki является официальным поставщиком оптических микроскопов Nikon и уже более 50 лет поставляет в Россию и страны СНГ новейшее научное оборудование из Японии. Линейка никоновских микроскопов используется не только в биологии и медицине, но и во многих других отраслях промышленности - от геологии и металлургии до микроэлектроники и машиностроения.

На том же принципе работают телескопы, если идет речь о наблюдении в обычном видимом диапазоне. Для наблюдения рентгеновского и микроволнового излучения существуют свои принципы формирования изображения.

Для рентгеновского оборудования использование обычной оптики практически бесполезно – стекло и материалы, применяемые при наблюдении видимого диапазона, не преломляют рентгеновские лучи и сфокусировать изображение – большая проблема, фокусное расстояние оказывается слишком большим.

Ученые Аргоннской Национальной Лаборатории создали микроэлектронное механическое устройство, способное отражать рентгеновское излучение высокой интенсивности и формируя из него наносекундные импульсы, направленные на образец. Как пишет Nature Communications, для новой технологии были созданы сверхмалые зеркала из монокристаллического кремния, способного колебаться под действием актуаторов – специальных устройств, имеющих статичную и движимую механические части.

Рентгеновское излучение способно отражаться, если угол между лучом и поверхностью небольшой – при более остром угле излечение проходит сквозь отражатель. Именно свойство отражения рентгеновского луча от отражателя на малых углах было использовано для создания специальных линз – пучков волноводов, способных превратить непрерывное рентгеновское излучение в поток коротких наносекундных импульсов. Ученые смогли отражать излучение на доли градуса и, варьируя частоту работы зеркал, изменять форму и продолжительность импульса.

Как говорит Дениэл Лопез, один из авторов работы, на базе устройства можно создать оптическую установку – лазер на свободных электронах, способный генерировать рентгеновские импульсы высокой интенсивности.

Технология хорошо применима при создании высокоскоростных "фильмов", способных определять изменения в веществе на молекулярном уровне – актуаторы способны работать со скоростью сотни тысяч раз в секунду, закрывая и открывая зеркала, выполняющие роль затвора.