Jaśniej niż miliard słońc. Naukowcy uruchomili ekstremalny laser

Badania prowadzone przez laser Diocles pomogą m.in. w medycynie (fot. UNL)

To najjaśniejsze światło stworzone przez człowieka. W Extreme Light Laboratory na University of Nebraska w Lincoln uruchomiono laser Diokles, który emituje światło miliard razy jaśniejsze od słońca. Urządzenie ma pomóc obserwować interakcje zachodzące między światłem a materią.

Laser z promieni X stworzył czarną dziurę. Naukowcy zaskoczeni

Zaskakujący efekt dał eksperyment w Centrum Liniowego Akceleratora Stanforda, polegający na puszczeniu wiązki lasera rentgenowskiego na niewielką...

zobacz więcej

Zespół dr. Donalda Umstadtera trafił wiązką lasera w elektrony zawieszone w helu. Uczeni mierzyli, w jaki sposób fotony, które są zgodnie z zasadą dualizmu korpuskularno-falowego jednocześnie cząstką i falą – rozpraszają się na pojedynczym elektronie.

Zjawisko padania światła na powierzchnię i rozpraszania się go sprawia, że możemy widzieć. Pojedynczy elektron rozprasza jednak tylko jeden foton, a zaobserwowanie takiego zdarzenia jest bardzo trudne. Podczas eksperymentu udało się to raz na cztery miesiące.

Nietypowe zachowanie cząstek

Wcześniej naukowcom udawało się rozproszyć niewielką liczbę fotonów na pojedynczym elektronie. Dzięki Dioklesowi zespół z UNL zdołał uczynić to na niemal tysiącu fotonów. Niezwykle intensywne światło sprawiło, że zarówno fotony jak i elektrony zachowywały się odmiennie niż zazwyczaj.

– Gdy mamy do czynienia z tak niewyobrażalnie jasnym światłem, zmienia się natura rozpraszania, zjawiska, dzięki któremu możemy widzieć – stwierdza Umstadter. Wskazuje, że po przekroczeniu pewnej granicy jasności dochodzi do zmiany kąta, kształtu i długości fali rozproszonego światła.

– W normalnych warunkach, gdy oświetlamy jakiś obiekt, może on być jaśniejszy, gdy użyjemy jaśniejszego światła. Ale poza tym zawsze wygląda tak samo. Jednak w naszym eksperymencie światło zmieniło wygląd obiektu. Odbijało się pod różnymi kątami, w zależności od jasności miało różne kolory – dodaje naukowiec.

Przyda się w medycynie i przemyśle

Badanie będzie miało zastosowanie praktyczne w medycynie, przemyśle i bezpieczeństwie publicznym. Pozwoli w przyszłości na obrazowanie miniaturowych guzów nowotworowych czy uszkodzeń tkanek, które teraz są niewidoczne dla konwencjonalnych aparatów rentgenowskich. Pomoże także w rozwoju technologii półprzewodnikowych czy tworzeniu urządzeń skanujących ludzi i bagaży na lotniskach, które będą miały ekstremalnie dużą rozdzielczość.

źródło:
Zobacz więcej