منابع نوری رازهای مواد را فاش می کنند

به گزارش خبرنگار گروه علم و فناوری خبرگزاری سی وی نت؛ منابع نوری به عنوان نوعی شتاب دهنده ذرات نقش حیاتی در علوم مختلف ایفا می کنند. این دستگاه ها قادر به تولید پرتو های قوی اشعه ایکس و سایر طیف ها هستند و به دانشمندان این امکان را می دهند که به ساختار میکروسکوپی مواد نگاهی بیندازند بدون آنکه آنها را به طور فیزیکی تغییر دهند.

منابع نوری با استفاده از میدان های مغناطیسی نوسانی نور تولید می کنند و از این رو با سایر شتاب دهنده ها تفاوت دارند. این دستگاه ها در حوزه های علمی متعددی کاربرد دارند از جمله مطالعه ساختار های اتمی با اشعه ایکس سخت تا بررسی ساختار های الکترونیکی با امواج ترهرتز.

عملکرد این منابع نوری به گونه ای است که به جای برخورد ذرات از پرتو ذره ای برای تولید نور به طور مستقیم استفاده می کنند. با عبور از دستگاهی به نام «اندولاتور» پرتو دچار نوساناتی می شود و هر بار که مسیر منحرف می شود فوتون ها منتشر می شوند. این فرآیند منجر به تولید پرتو های نوری بسیار شدید می شود که حدود یک میلیارد بار درخشان تر از اشعه ایکس پزشکی معمولی هستند.

طیف الکترومغناطیسی که این منابع نوری در آن عمل می کنند شامل انواع انرژی های الکتریکی و مغناطیسی در جهان است. اشعه ایکس ماوراء بنفش و نور مادون قرمز بخش های مختلف این طیف هستند و هر یک کاربرد های خاص خود را دارند. برای مثال اشعه ایکس سخت برای تعیین موقعیت اتم ها در بلور ها مناسب است در حالی که نور مادون قرمز برای بررسی نوسانات اتمی کاربرد دارد.

به علاوه منابع نوری در تقریباً تمامی زمینه های علمی تأثیر دارند. آنها به محققان این امکان را می دهند که مواد جدیدی برای باتری ها و پنل های خورشیدی کشف کنند و فرآیند های زیستی را در مقیاس نانو مشاهده کنند. این پیشرفت ها به توسعه واکسن ها و درمان های جدید برای بیماری های 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 پیشرفت های مهم در این زمینه لیزر آزاد الکترون های اشعه ایکس است که در مرکز لیزر Coherent Linac واقع شده و از پرتو های الکترونی برای تولید نور قدرتمند استفاده می کند.

در این راستا دفتر علم وزارت انرژی آمریکا نیز از پنج منبع نوری قدرتمند جهانی حمایت می کند که در های خود را به روی پژوهشگران سراسر جهان گشوده اند. این منابع شامل منبع نور پیشرفته (ALS) در آزمایشگاه ملی لارنس برکلی منبع فوتون پیشرفته (APS) در آزمایشگاه ملی آرگون و مرکز لیزر آزاد الکترون ها (LCLS) در آزمایشگاه ملی شتاب دهنده SLAC است که هر یک به پیشرفت های علمی جدیدی کمک کرده اند.

این گزارش نشان دهنده اهمیت منابع نوری در پیشبرد علم و فناوری و امکان پذیر ساختن کشفیات جدید در زمینه های مختلف است.

انتهای پیام/