منابع نوری رازهای مواد را فاش می‌کنند

به گزارش خبرنگار گروه علم و فناوری خبرگزاری برنا؛ منابع نوری به عنوان نوعی شتاب‌دهنده ذرات، نقش حیاتی در علوم مختلف ایفا می‌کنند. این دستگاه‌ها قادر به تولید پرتو‌های قوی اشعه ایکس و سایر طیف‌ها هستند و به دانشمندان این امکان را می‌دهند که به ساختار میکروسکوپی مواد نگاهی بیندازند، بدون آنکه آنها را به‌طور فیزیکی تغییر دهند.

منابع نوری با استفاده از میدان‌های مغناطیسی نوسانی نور تولید می‌کنند و از این رو با سایر شتاب‌دهنده‌ها تفاوت دارند. این دستگاه‌ها در حوزه‌های علمی متعددی کاربرد دارند، از جمله مطالعه ساختار‌های اتمی با اشعه ایکس سخت تا بررسی ساختار‌های الکترونیکی با امواج ترهرتز.

عملکرد این منابع نوری به‌گونه‌ای است که به‌جای برخورد ذرات، از پرتو ذره‌ای برای تولید نور به‌طور مستقیم استفاده می‌کنند. با عبور از دستگاهی به نام «اندولاتور»، پرتو دچار نوساناتی می‌شود و هر بار که مسیر منحرف می‌شود، فوتون‌ها منتشر می‌شوند. این فرآیند منجر به تولید پرتو‌های نوری بسیار شدید می‌شود که حدود یک میلیارد بار درخشان‌تر از اشعه ایکس پزشکی معمولی هستند.

طیف الکترومغناطیسی که این منابع نوری در آن عمل می‌کنند شامل انواع انرژی‌های الکتریکی و مغناطیسی در جهان است. اشعه ایکس، ماوراء بنفش و نور مادون قرمز، بخش‌های مختلف این طیف هستند و هر یک کاربرد‌های خاص خود را دارند. برای مثال، اشعه ایکس سخت برای تعیین موقعیت اتم‌ها در بلور‌ها مناسب است، در حالی که نور مادون قرمز برای بررسی نوسانات اتمی کاربرد دارد.

به‌علاوه، منابع نوری در تقریباً تمامی زمینه‌های علمی تأثیر دارند. آنها به محققان این امکان را می‌دهند که مواد جدیدی برای باتری‌ها و پنل‌های خورشیدی کشف کنند و فرآیند‌های زیستی را در مقیاس نانو مشاهده کنند. این پیشرفت‌ها به توسعه واکسن‌ها و درمان‌های جدید برای بیماری‌های خطرناک، از جمله COVID-۱۹، منجر شده است.

در سطح جهانی، بیش از ۵۰ منبع نوری در حال فعالیت یا در حال ساخت وجود دارد. یکی از پیشرفت‌های مهم در این زمینه، لیزر آزاد الکترون‌های اشعه ایکس است که در مرکز لیزر Coherent Linac واقع شده و از پرتو‌های الکترونی برای تولید نور قدرتمند استفاده می‌کند.

در این راستا، دفتر علم وزارت انرژی آمریکا نیز از پنج منبع نوری قدرتمند جهانی حمایت می‌کند که در‌های خود را به روی پژوهشگران سراسر جهان گشوده‌اند. این منابع شامل منبع نور پیشرفته (ALS) در آزمایشگاه ملی لارنس برکلی، منبع فوتون پیشرفته (APS) در آزمایشگاه ملی آرگون، و مرکز لیزر آزاد الکترون‌ها (LCLS) در آزمایشگاه ملی شتاب‌دهنده SLAC است که هر یک به پیشرفت‌های علمی جدیدی کمک کرده‌اند.

این گزارش نشان‌دهنده اهمیت منابع نوری در پیشبرد علم و فناوری و امکان‌پذیر ساختن کشفیات جدید در زمینه‌های مختلف است.

انتهای پیام/