МОСКВА, 25 марта. /ТАСС/. Ученые МНИЦ "Когерентная рентгеновская оптика для установок "Мегасайенс" (МНИЦ РО) Балтийского федерального университета (БФУ) им. И. Канта вместе с учеными из Научного центра по изучению лазеров на свободных электронах (CFEL) и Европейского центра синхротронного излучения (ESRF) разработали новый метод настройки элементов рентгеновской оптики, применяемой на синхротронах нового поколения и на лазерах на свободных электронах. Об этом сообщили в пятницу в пресс-службе БФУ.
В результате выполнения работ по проекту, поддержанному стипендией президента РФ для молодых ученых и аспирантов, учеными МНИЦ РО, CFEL и ESRF разработан метод проведения измерений, позволяющий полностью избежать потерь интенсивности за счет дифракции в монокристаллической рентгеновской оптике - так называемых рентгеновских глитчей. Этот метод позволяет проектировать новые синхротронные станции на строящихся в России установках класса "мегасайенс" так, чтобы полученный очень яркий рентгеновский луч не был подвержен глитчам на различных длинах волн. Данный опыт может быть применен и на любых рентгеновских установках по всему миру.
"Полученные результаты стали возможными благодаря кропотливому анализу экспериментальных данных, а также созданной нами точной теории, описывающей положения глитчей в спектре в зависимости от ориентации и параметров решетки кристалла. Данная теория, имплементированная в виде хорошо оптимизированных алгоритмов, позволила добиться очень высокой точности определения параметров монокристаллической оптики. Кроме того, все разработки выложены в общий доступ в виде программ с открытым исходным кодом, что позволит использовать эти разработки для улучшения работы рентгеновских источников по всему миру", - приводит пресс-служба слова ведущего научного сотрудника гамбургского CFEL Александра Ефанова.
Перспективы применения
Изучение рентгеновских глитчей в монокристаллических оптических элементах легло в основу разработанного исследователями нового метода настройки оптических элементов синхротронной станции для более точного определения длины волны рентгеновского излучения. Фактическое знание длины волны позволяет увеличить прецизионность измерения параметров исследуемых образцов в микромире, поскольку достоверное определение любых линейных размеров пропорционально точности определения текущей длины волны используемого рентгеновского излучения.
"Еще одним практически значимым применением глитчей является возможность точного определения ориентации любого кристалла относительно рентгеновского луча. Кроме того, анализируя спектры глитчей, можно определить любую ось вращения данного кристалла. Это может быть использовано для настройки различных монокристаллических элементов, таких как монохроматоры или разделители пучка. В частности, подобная информация позволит настраивать линии задержки, используемые для изучения динамических процессов, а также системы, позволяющей одновременно освещать образец с различных направлений для получения его трехмерной картины без вращения. Подобные технологии сейчас быстро развиваются на современных источниках синхротронного излучения", - пояснила младший научный сотрудник МНИЦ РО Наталия Климова.
Директор МНИЦ РО Анатолий Снигирев отметил, что ученые провели серию уникальных экспериментов, создали полную теоретическую модель и смогли точно предсказать и объяснить наблюдаемые эффекты. "Благодаря сформировавшемуся пониманию описанных эффектов мы показали практическое применение нашего подхода для повышения точности и эффективности оборудования синхротронных станций. <…> Описанные методы и разработанные программы будут востребованы на новых установках класса "Мегасайенс", а производство элементов рентгеновской оптики на основе алмаза и кремния в МНИЦ РО и последующее их повсеместное использование на исследовательских станциях синхротронных источников нового поколения обеспечит высококачественные исследования в РФ в долгосрочной перспективе", - сказал он.