МОСКВА, 7 ноября. /ТАСС/. Исследователи уточнили условия, при которых разрушается покрытие зеркал сверхмощного Европейского лазера на свободных электронах (XFEL, Германия). С помощью полученных данных можно будет продлить срок службы этой уникальной научной установки, сообщила пресс-служба Института теоретической физики (ИТФ) им. Л. Д. Ландау со ссылкой на статью в научном журнале Applied Surface Science.
"Международный коллектив физиков, в который входили теоретики из ИТФ им. Ландау, сумел уточнить модель разрушения тонких пленок рутения под воздействием мощного лазера. Такими пленками покрывают зеркала для XFEL, уникального прибора, благодаря которому можно изучать детальное молекулярное строение вирусов и протекание химических реакций. Понимая, что происходит с тонкими пленками при длительном воздействии лазера, ученые смогут создавать более долгосрочные покрытия для зеркал XFEL", - говорится в сообщении.
XFEL - уникальный научный прибор, который может создавать сверхмощные лазерные импульсы, главным образом рентгеновского диапазона. Он производит ультракороткие вспышки с частотой 27 тыс. раз в секунду. Их яркость в миллиарды раз выше той, которой можно добиться на других установках. С помощью этих вспышек исследователи могут изучать структуру биологических молекул с разрешением в десятые доли нанометра, а также следить за процессами, которые происходят в топливных элементах и так далее.
Но из-за особенностей отражения рентгеновских импульсов на XFEL нельзя использовать обычную оптику. В частности, рентгеновские лучи легко входят в большинство материалов, но не отражаются от них. Чтобы решить эту проблему, ученые используют особые зеркала, которые покрыты сверхтонкими пленками из тяжелых металлов, например, золота или рутения. Зеркала располагаются так, что рентгеновские пучки сталкиваются с их поверхностью под очень малыми углами и частично отражаются.
Однако при взаимодействии с мощным рентгеновским излучением покрытие зеркала портится. Чтобы понять, какие именно процессы происходят с покрывающей зеркало пленкой, исследователи разрабатывают теоретические модели. В новом исследовании они предложили вариант, который позволяет рассчитывать множество параметров, вплоть до того, как долго электроны будут оставаться высоковозбужденными, в каком темпе они будут отдавать свою энергию.
"Предсказания нашей модели очень хорошо совпали с данными эксперимента, - отметил один из авторов работы Наиль Иногамов. - Она позволила предсказать, при какой энергии начинается разрушение пленки с точностью 5-10%. Это говорит о том, что она правильно описывает происходящие процессы". "Большинство других существующих моделей позволяет сделать это с точностью лишь по порядку величины", - резюмировал ученый.
