Интересные темы:

Гаджеты

Немного интересного:

Метод измерения поляризации рентгеновского излучения работает!

12.11.2015 Наука и жизнь

Экспериментально проверен способ измерения поляризации рентгеновского излучения, теоретические базы которого создали российские физики.

Интернациональная несколько исследователей экспериментально проверила измерения поляризации и метод обнаружения рентгеновского излучения, предложенный три года тому назад и теоретически обоснованный сотрудником НИИЯФ МГУ Николаем Кабачниковым совместно с сотрудником из Главного ВУЗа Санкт-Петербурга Андреем Казанским, сейчас трудящимся в Испании. Опыт проводился в интернациональном исследовательском центре «Elettra Sincrotrone» в Триесте (Италия) на лазере на свободных электронах FERMI. Отчёт об изучении опубликован пару дней назад в издании Nature Communications.

Схема опыта.Струю газообразного гелия вводят в область слияния лучей рентгеновского лазера с исследуемой поляризацией и инфракрасного лазера с заданной поляризацией. Вылетающие электроны регистрируются с получением спектрограммы («карты» скоросте По подобным экспериментальным трёхмерным спектрограммам, каковые показывают распределение электронов, выбитых из атомов гелия импульсами ЛСЭ, учёные смогут измерить циркулярную поляризацию импульсов ЛСЭ.Метод измерения поляризации рентгеновского излучения работает!

Николай Кабачник, ведущий научный сотрудник НИИЯФ, д. ф.-м. н., один из авторов способа. Интернациональный исследовательский центр «Elettra Sincrotrone» в Триесте (Италия). Вид с воздуха (Фото Gabriele Crozzoli, http://www.elettra.trieste.it) Экспериментальный зал в центре «Elettra Sincrotrone» (Фото , Stefano Dal Pozzolo, http://www.elettra.trieste.it)‹ ›

Поляризация – это прекрасно известное свойство электромагнитного излучения, к которому относятся и рентгеновские лучи, заключающееся в определенной ориентации электромагнитного поля. В случае если вектор электрического поля волны находится все время в одной плоскости, то говорят о линейной поляризации. В случае если вектор вращается по окружности, то говорят о круговой поляризации.

Вращение может происходить по часовой стрелке, или против часовой стрелки, соответственно различается право- и лево- поляризованные лучи. 

Рентгеновские лучи, имеющие весьма малую длину волны, — серьёзный инструмент изучений в разных областях химии, физики, прикладных наук и биологии на атомарном и молекулярном уровне. Дабы заметить объект, нужно иметь длину волны излучения меньше его размеров. Более долгая волна мелкий объект из-за дифракции.

Для таких изучений разрабатываются особые весьма замечательные лазеры, как, к примеру, строящийся в Германии Европейский рентгеновский лазер на свободных электронах (European XFEL).

 Для некоторых опытов очень важна определенная поляризация рентгеновского излучения. Но поляризационные фильтры и традиционные поляриметры просто не существуют для пучков таковой мощности. Как раз исходя из этого так нужен измерения поляризации и новый метод детектирования.

В частности, рентгеновские лучи круговой поляризации – весьма эргономичный инструмент для изучения биологических молекул. Дело в том, что многие биологически серьёзные молекулы смогут существовать в двух зеркально-симметричных формах: правой либо левой. Это свойство именуют хиральностью.

Одна из самых громадных тайных природы: из-за чего всё живое на Земле складывается из молекул, в состав которых входят аминокислоты лишь левых форм, а правых – нет. Причем при синтезе аминокислот в лаборатории постоянно получается однообразное количество правых и левых молекул. И напротив, сахара в живых существах видятся лишь правых форм. Существуют теории, связывающие в основном правые (либо левые) формы молекул живых существ, с происхождением судьбы на Земле.

А дабы изучить это явление, нужно применять излучение с круговой поляризацией, лишь оно оказывается чувствительным к аналогичной асимметрии молекул. Быть может, это прольет свет на тайну происхождения судьбы на Земле.

Такая особенность отечественного организма ведет к разному действию на него лекарственных средств с различной хиральностью. левые и Правые молекулы одного и того же вещества владеют, в большинстве случаев, различной биологической активностью, другими словами в зависимости от того, правое ли вещество входит в лекарство либо левое, функционировать оно будет по-различному.

Потому, что до 70 процентов лекарств, продающихся в аптеках, содержат хиральные компоненты, при поиске новых фармацевтических препаратов крайне важно мочь различать левые и правые формы молекул. Так что рентгеновские лучи круговой поляризации отыщут использование и в фармацевтике. 

Примечательно, что более 800 молекул, каковые употребляются в парфюмерной индустрии, также хиральны. И от того, содержит ли парфюмерный продукт правую молекулу либо левую, зависит его запах. Молекула одной ориентации может дать вам приятный запах, а вторая, такая же по составу, – ужасный запах.

Как пример небиологических изучений возможно привести изучение асимметрии сотрудничества рентгеновских лучей круговой поляризации с магнетиками, что может оказать помощь в разработке сверхминиатюрных магнитных носителей информации, магнитной памяти для компьютеров.

Предложенный русскими физиками способ измерения поляризации основан на измерении дихроизма, явления различной величины поглощения право- и лево-поляризованного излучения. В природе дихроизм видится частенько и прекрасно известен. К примеру, по-различному поглощает право- и лево- поляризованный свет исландский шпат. 

Для измерения степени круговой поляризации рентгеновский импульс лазера на свободных электронах направляют на мишень – атомы гелия. Под действием рентгена из атома гелия вырывается электрон и образуется ион. электрон и Ион «не забывают» поляризацию рентгена, но мы её не можем заметить, как не можем заметить изображение на фотоплёнке до её проявки.

Дабы «показать» вращение, которое рентгеновский импульс передал совокупности электрон-ион, мишень в один момент освещают инфракрасными импульсами замечательного лазера с известной круговой поляризацией. Дело в том, что инфракрасные лучи значительно легче и поляризовать, и измерять их поляризацию. Мы можем взять 100-процентно правый либо 100-процентно левый поляризованный инфракрасный пучок.

Сотрудничество выбитых фотоэлектронов с этим пучком будет зависеть от того сходится ли их вращение с поляризацией пучка. Определить о том, вращаются ли поля в рентгеновском пучке и в инфракрасном в одну сторону либо в противоположные, возможно по тому, как вылетают электроны, каково их распределение по углу вылета. Сравнение опыта с теорией разрешает выяснить степень круговой поляризации рентгеновского пучка.

По данным European XFEL (Европейского рентгеновского лазера на свободных электронах), НИИЯФ МГУ(1,2)

Создатель: Алексей Понятов

Источник: www.nkj.ru

Случайные записи:

Подробнее о радиации


Похожие статьи, которые вам понравятся:

Tags:  , , ,