For at forbedre kvaliteten af elektronstrålen vuggede laservarmeren frem og tilbage langs den infrarøde laserstråles bane. Ved at udhule strålen fandt holdet ud af, at de kunne producere højere kvalitet og mere stabile bjælker.
Ny forskning viser, at når en stråle af elektroner forstærkes i midten af en ring laserstråle, kan strålen af elektroner blive såret med en højere kvalitet og producere en lysere x-ray stråle.
En gruppe forskere foreslog en måde at forbedre elektronstrålen og producere en lysere røntgenstråle: sætte en ring på den. Holdet omfattede forskere fra Department of Energy 's SLAC National Accelerator Laboratory og Stanford University, og offentliggjorde deres resultater i Physics Review Letter tidligere på måneden.
På SLAC's lineære accelerator sammenhængende lyskilde (LCLS) og andre røntgenfri elektronlasere komprimerer og accelererer forskerne elektronstrålen til nær lysets hastighed og svinger dem derefter frem og tilbage gennem en række magneter for at generere røntgenstråler. Disse røntgenstråler bruges derefter til at studere biologiske, kemiske og materielle prøver, så forskerne kan skabe billeder i høj opløsning af, hvordan deres molekylære strukturer bevæger sig.
Forskerne fandt, at når disse elektron bjælker er lange og glatte (såsom amerikansk fodbold), de er de mest stabile, kan producere lysere røntgenstråler med mere ensartede bølgelængder, og kan give højere opløsning billeder. Men fordi SLAC videnskabsmand og ledende forsker Sergio Carbajo siger, at fordi elektroner frastøde hinanden, når de er skabt i et vakuum, vil strålen i sidste ende blive kortere og uforudsigelig, ligesom "deflatere" Fodbold er dækket af pigge. "
"Fodbold udvidelse"
For at løse dette problem, forskere brugte en enhed kaldet en laservarmer, en teknologi, der er blevet på lang sigt forsket af medforfattere Huang Zhirong Huang og Daniel Ratner på SLAC. Laservarmeren ryster elektronstrålen frem og tilbage langs den infrarøde laserstråles bane, så forskerne kan lave længere og bedre formede bjælker. Carbajo sagde, at denne proces tilfører energi i strålen, "indføre nogle kaos så tidligt som muligt for at forhindre produktionslinjen fra yderligere kaos."
Han sagde: "Vores idé er, at hvis vi ikke gør noget for at svulme op og glatte pigge af fodbold, og derefter sende den til den lineære accelerator, vil manglerne blive forstærket, og strålen kvalitet vil forværres," siger han. " Men hvis vi 'opvarmer' elektronen og ændrer dens energifordeling i begyndelsen, kan vi tilpasse dens form for at forbedre dens masse, når den når enden af speederen."
"Donut Laser"
I denne nye undersøgelse, forbedrede forskerholdet enheden ved at udhule laserstrålen i en ringformet "doughnut laser." Denne nye elektronformningsteknologi kan forbedre ujævnheden og producere en mere stabil stråle, fordi den vil ryste elektronerne forskelligt alt efter, hvor tæt elektronerne er på midten af ringen. Slutresultatet er en perfekt formet fodbold egnet til at flyve i enhver subatomare Super Bowl.
"Denne teknologi forbedrer den overordnede kvalitet af elektronstrålen," Carbajo sagde. "Det giver præcis kontrol over elektronstrålens form, så den har banebrydende betydning for at forstærke ydeevnen af videnskabelige instrumenter, der er afhængige af elektronstrålen (såsom opbevaringsringe, lineære acceleratorer og lyskilder).