அதிவேக கட்டுறா எலக்ட்ரான் லேசர் சைகைகள்
கட்டுறா எலக்ட்ரான் ஒளிக்கதிர்களில்(FEL-Free Electron Lightrays) இருந்து வெளிப்படும் உயர் அதிர்வெண் ஒளியின் சிறந்த குறுகிய வெடிப்புகளை எவ்வாறு அளவிடுவது என்பதை புதிய ஆராய்ச்சி காட்டுகிறது. ஒரு ஃபெம்டோவிநாடி ஆப்டிகல் தடுப்பானை உருவாக்க ஒளியால் தூண்டப்பட்ட அயனியாக்கத்தைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், நுட்பம் FEL துடிப்பின் மின்புலத்தை புலப்படும் ஒளி துடிப்பில் குறியீடாக்குகிறது, இதனால் இது ஒரு நிலையான, மெதுவான, புலப்படும் ஒளி கேமரா மூலம் அளவிடப்படுகிறது.
“இந்த வேலை FEL-களுக்கான புதிய ஆன்லைன் நோயறிதலுக்கு வழிவகுக்கும் ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளது, அங்கு ஒவ்வொரு ஒளி துடிப்பின் துல்லியமான துடிப்பு வடிவத்தையும் தீர்மானிக்க முடியும். அந்த தகவல் இறுதி பயனர் மற்றும் முடுக்கி விஞ்ஞானிகள் இருவருக்கும் உதவக்கூடும்” என்று லாஸ் அலமோஸ் தேசிய ஆய்வகத்தின் முன்னணி ஆய்வாளர் பமீலா பவுலன் கூறினார். இந்த கட்டுரை ஏப்ரல் 12, 2021 இல் ஆப்டிகாவில் வெளியிடப்பட்டது. “இந்த வேலை எக்ஸ்ரே சைகை வகைகள் அல்லது ஃபெம்டோவிநாடி நேரம் தீர்க்கப்பட்ட எக்ஸ்ரே படங்களை அளவிடுவதற்கும் வழி வகுக்கிறது.”
கிலோமீட்டர் நீளமுள்ள நேரியல் முடுக்கிகள் மூலம் இயக்கப்படும் கட்டுறா எலக்ட்ரான் ஒளிக்கதிர்கள், குறுகிய-அலைநீள ஒளியை வெடிக்கச் செய்கின்றன. இதன் விளைவாக, அவை இயற்கையின் வேகமான நிகழ்வுகளை அணு அல்லது மூலக்கூறு இயக்கத்தைக் காண ஸ்ட்ரோப் விளக்குகளாக செயல்படக்கூடும், எனவே எந்தவொரு விஷயத்தையும் பற்றிய நமது புரிதலில் புரட்சியை ஏற்படுத்துவதாக உறுதியளிக்கின்றன.
அயனியாக்கும் கதிர்வீச்சின் மறைந்துபோகும் விரைவான வெடிப்பை அளவிடுவது முன்பு சவாலானது. ஆனால் இந்த ஒளி சைகைகளை அளவிட மின்னணுவியல் மிகவும் மெதுவாக இருக்கும்போது, ஒளியியல் விளைவுகள் அடிப்படையில் உடனடியாக ஏற்படலாம். தொடர்ச்சியான லேசரின் அனைத்து ஆற்றலையும் குறுகிய சைகைகளாக அழுத்துவதன் பொருள், ஃபெம்டோவிநாடி லேசர் சைகை வகைகள் மிகவும் பிரகாசமானவை மற்றும் ஒரு பொருளின் உறிஞ்சுதல் அல்லது ஒளிவிலகல் ஆகியவற்றை மாற்றும் திறன் கொண்டவை, இவை திறம்பட உடனடி “ஒளியியல் தடுப்பான்களை” உருவாக்குகின்றன.
புலப்படும் ஒளி ஃபெம்டோவிநாடி லேசர் சைகைகளை அளவிட இந்த யோசனை பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. ஆனால் FEL-களில் இருந்து அதிக அதிர்வெண் கொண்ட தீவிர புற ஊதா ஒளி பொருளுடன் வித்தியாசமாக தொடர்பு கொள்கிறது; இந்த ஒளி அயனியாக்கம் செய்கிறது, அதாவது எலக்ட்ரான்களை அவற்றின் அணுக்களிலிருந்து வெளியேற்றுகிறது. 31 நானோமீட்டர்களில் தீவிர புற ஊதா லேசர் சைகைகளை அளவிடுவதற்கு அயனியாக்கம் தன்னை “ஃபெம்டோவிநாடி ஒளியியல் தடுப்பானாக பயன்படுத்தலாம் என்று ஆராய்ச்சியாளர்கள் காட்டினர்.
“அயனியாக்கம் பொதுவாக நானோ விநாடிகளுக்கான ஒரு பொருளின் ஒளியியல் பண்புகளை மாற்றுகிறது, இது FEL துடிப்பு காலத்தை விட 10,000 மடங்கு மெதுவாக இருக்கும்” என்று பவுலன் கூறினார். ஆனால் அயனியாக்கத்தின் உயரும் விளிம்பின் காலம், அணுவை விட்டு வெளியேற எலக்ட்ரானுக்கு எவ்வளவு நேரம் ஆகும் என்பதன் மூலம் தீர்மானிக்கப்படுகிறது, இது கணிசமாக வேகமானது. ஒளியியல் பண்புகளில் ஏற்படும் இதன் விளைவாக FEL சைகைகளை அளவிட தேவையான வேகமான தடுப்பானாக செயல்பட முடியும்.”
Reference: