Физики нашли способ бомбардировать материалы чрезвычайно быстрым пульсом рентгеновских лучей – метод, который может предоставить новый метод учащихся переходов от тела до жидкости на очень подробном уровне.Существует много способов изучить атомные связи и молекулярные взаимодействия, дающие материалам их силу и другие фундаментальные свойства. Одни из последний раз развитых методов должны исследовать материал с крайним быстрым пульсом рентгеновских лучей – метод, показывающий, как атомные связи изменяются по очень кратковременному масштабу. Для достижения более подробного анализа этого процесса ученые изо всех сил пытались увеличить частоту и интенсивность этого пульса.
Физикам в Стэнфордской радиационной лаборатории синхротрона (SSRL) в Менло-Парке, Калифорния, теперь удалось произвести такой крайний быстрый пульс. Сложная задача должна была сжать электронные связки, отосланные линейным акселератором SLAC, к крайней короткой продолжительности. Другая проблема состояла в том, чтобы синхронизировать лазер с источником рентгеновских лучей. Комбинация позволяет пульсу рентгеновских лучей быть быстрым, точным, и достаточно сильным, чтобы заставить почти любой материал показать новые свойства.
Бригада проверила метод на индиевом антимониде, кристалле, подозреваемом в быстродействующем изменении его строения атома при таянии. Когда источник рентгеновских лучей отослал пульс всего 80 миллионов из миллиардных частей секунды, исследователи видели первый короткий период кристаллического таяния, произошедшего неожиданным способом: атомы отличались от их равновесия начальной энергии, в то время как средняя кристаллическая структура осталась – редко изучаемое поведение, которое, возможно, не было замечено как ясно с другими методами.Исследователи говорят, что метод может использоваться для исследования многих материалов более подробным способом.
Это также помогает ответить на долгосрочную проблему в физике конденсированного вещества, относительно того, как твердые частицы преобразовывают в жидкости на крайних ускоренных масштабах времени. «При помощи этого метода мы открываем новое окно в мир на уровне атомов», говорит физик Арон Линденберг, ведущий автор работы, опубликованной 15 апреля в Науке. «Это – захватывающая работа», говорит Стив Ялизов, материаловед из Мичиганского университета в Анн-Арборе. Он отмечает, что новый метод мог когда-нибудь использоваться на реактивных турбинных лезвиях, например, чтобы более точно оценить их целостность и длительность.