Специалисты Института ядерной физики СО РАН разработали СВЧ-фотопушку, способную создавать ультракороткие электронные пучки предельно малого размера. С помощью устройства можно в реальном времени исследовать строение материалов на атомном уровне.
Для изучения подобных свойств обычно применяют крупные комплексы, занимающие сотни квадратных метров. К ним относятся строящийся под Новосибирском синхротрон СКИФ и действующий в ИЯФ лазер на свободных электронах. Новая установка должна сделать такие исследования доступнее.
Заместитель директора ИЯФ СО РАН по научной работе, академик РАН Евгений Левичев пояснил, что фотопушка формирует электронный пучок высокого качества с ультракороткой длительностью и малым эмиттансом. Подобные источники используют в инжекционных системах лазеров на свободных электронах и источников синхротронного излучения, а также в электронных микроскопах и сверхбыстрой электронной дифракции.
Работа устройства основана на фотоэффекте: лазер освещает фотокатод, с поверхности которого высвобождаются электроны и образуют пучок. Затем сверхвысокочастотное излучение дополнительно формирует его, а специальная система синхронизации согласует действие лазера и СВЧ-блока.
Установка создаёт пучки длительностью в пико- и фемтосекунды при очень малом размере. Они необходимы для сверхбыстрой электронной дифрактометрии, позволяющей наблюдать атомную и молекулярную структуру материалов в реальном времени. В ИЯФ СО РАН связали применение метода с созданием лекарств и вакцин, изучением перспективных материалов, а также с разработками в биомедицине и фармацевтике.
СВЧ-фотопушка также может использоваться как источник электронов для лазеров на свободных электронах и других научных установок. Лабораторный стенд на её основе помещается в обычной комнате, сообщает ТАСС.