В книгу рекордов Гиннеса вошел самый «быстрый» фильм немецких физиков

Фильм, в котором всего два кадра с рентгеновским изображением микроструктуры, напоминающей по форме Бранденбургские ворота высотой несколько микронов, был снят с помощью рентгеновского лазера на свободных электронах FLASH.

Лазерами на свободных электронах называют установки для получения сверхяркого рентгеновского излучения. Они состоят из последовательной серии ускорителей, которые разгоняют электроны почти до световых скоростей. Пучок электронов затем проходит через ондуляторы — систему магнитов, которые заставляет электроны двигаться по синусоиде, испуская синхротронное излучение. Такое излучение испускают при ускорении или торможении все заряженные частицы, и оно является прекрасным инструментом для изучения внутренней структуры вещества.

Синхротронные установки дают узкий монохроматический луч очень высокой яркости, значительно превосходивший по своим параметрам излучение рентгеновских установок. С помощью этого излучения можно видеть на просвет структуру вещества на атомарном уровне, структуру белковых молекул.

В синхротронном центре DESY в Гамбурге при участии России строится крупнейшая синхротронная установка — европейский лазер XFEL. Лазер FLASH (Free-Electron Laser in Hamburg) представляет собой его прототип. Рекордно быстрый фильм, снятый с его помощью, показывает большие возможности этой технологии.

"Новые рентгеновские лазеры позволят создавать высокоскоростные фильмы об ультрабыстрых молекулярных процессах и химических реакциях, что поможет лучше понять эти процессы", — отметил профессор Эдгар Векерт (Edgar Weckert), руководитель программы фотонных экспериментов в DESY.

Для того, чтобы снять самый быстрый фильм, физики разделили луч рентгеновского лазера на два пучка, один из которых был отправлен напрямую, а второй с отклонением от прямого пути всего в 0,015 миллиметра. В результате первая вспышка прошла сквозь "бранденбургские ворота" на 50 фемтосекунд (или 0,000 000 000 000 05 секунды) раньше второй. Оба полученных изображения образовали голограмму, которая затем была разделена на два кадра.

Руководитель эксперимента Стефан Айзебитт из Технического университета Берлина отмечает, что пока это только первые шаги новой технологии.

"Дальнейшая цель — научиться отслеживать движение молекул и наноструктур в реальном времени", — говорит он.