Un laser da record

[frankytop]

Laser con lunghezze d'onda così brevi permettono di osservare direttamente e di manipolare oggetti a scala atomica, con uno spettro di applicazioni che va dalla medicina alla progettazione di nuovi farmaci




Il centro di ricerca giapponese RIKEN e il Japan Synchrotron Radiation Research Institute (JASRI) hanno realizzato un fascio laser con una lunghezza d'onda di 1,2 Angstrom, la più breve mai misurata.

L'incredibile risultato è stato raggiunto utilizzando il SACLA (Spring-8 Angstrom Compact free electron Laser) un laser a elettroni liberi a raggi X (XFEL), presentato presso il RIKEN nel febbraio di quest'anno ad Harima, in Giappone, che apre al strada allo studio della struttura di atomi e molecole a un livello di dettaglio mai raggiunto finora.

L'uso della radiazione laser per indagare la struttura della materia, inconcepibile fino a pochi anni fa, sta letteralmente trasformando le tecniche di visualizzazione del mondo atomico. Grazie a lunghezze d'onda molto più brevi e intensità molto maggiori rispetto ad altri laser, l'XFEL permette di osservare direttamente e di manipolare oggetti a scala atomica, con uno spettro di applicazioni che va dalla medicina alla progettazione di nuovi farmaci.

Il SACLA, uno dei due dispositivi al mondo a offrire questa nuova sorgente di luce, ha la capacità di produrre radiazione un miliardo di volte più energetica e con impulsi mille volte più corti di qualunque altra sorgente di raggi X. Nel marzo di quest'anno, l'impianto ha posto una prima pietra miliare con accelerazioni di fascio fino a 8 GeV e generazione spontanea di raggi X di 0,8 Angstrom.

Solo tre mesi dopo, è stato raggiunto un secondo risultato fondamentale: il 7 giugno il SACLA ha incrementato con successo la densità del fascio di elettroni di alcune centinaia di volte e lo ha diretto con una precisione di alcuni micron per produrre un laser a raggi X con una lunghezza d'onda di soli 1,2 Angstrom. La nuova misura è ben oltre il precedente record di 1,5 Angstrom stabilito nel 2009 nell'unica altra struttura operativa di XFEL del mondo, il Linac Coherent Light Source (LCLS) degli Stati Uniti.

http://lescienze.espresso.repubblica...record/1348280

[Aldin]

Ma esiste un limite superiore ed inferiore per la lunghezza d'onda?

[Matalf]

Originariamente inviato da Aldin

Ma esiste un limite superiore ed inferiore per la lunghezza d'onda?

emmm no, teoricamente... un onda eletromagnetica con frequenza di 1Hz ha una l'unghezza d'onda di poco meno di 300'000Km ( ovvero 1 secondo luce) mentre i raggi gamma hanno lunchezza inferiori al pm( picometro) ovvero un centesimo di Angstrom ( che è la misura media di un atomo).

il problema è creare un laser, un fascio di fotoni concentrato e controllabile, non ridurre la lunghezza d'onda

[jumpjack]

Un laser a raggi X?!?

[Warez]

..sono molto scettico in merito

[Raghnar-The coWolf-]

Boh io ero rimasto che ai Jefferson Lab con l'inverse compton erano arrivati a 30 keV (0.4A), più o meno l'energia standard dei raggi X e stavano progettando l'espansione per arrivare all'energia dei Gamma...

Comunque RIKEN fa spavento :sisi:

[Aldin]

Originariamente inviato da Matalf

emmm no, teoricamente... un onda eletromagnetica con frequenza di 1Hz ha una l'unghezza d'onda di poco meno di 300'000Km ( ovvero 1 secondo luce) mentre i raggi gamma hanno lunchezza inferiori al pm( picometro) ovvero un centesimo di Angstrom ( che è la misura media di un atomo).

il problema è creare un laser, un fascio di fotoni concentrato e controllabile, non ridurre la lunghezza d'onda

E le costanti del tempo e dello spazio di Planck? In meccanica classica l'onda è descritta dalla funzione sinusoidale che tiene coneto tel tempo e dello spazio. Non c'è anche il fatto della quantizzazione dell'energia?

[frankytop]

Originariamente inviato da Aldin

E le costanti del tempo e dello spazio di Planck? In meccanica classica l'onda è descritta dalla funzione sinusoidale che tiene coneto tel tempo e dello spazio. Non c'è anche il fatto della quantizzazione dell'energia?

Nell'indeterminazione della coppia tempo_energia salta fuori quanto è lungo un fotone cioè, i fotoni vanno riguardati come fossero degli spaghetti piuttosto che dei pallini,per cui più la frequenza è definita e dunque più l'emissione è durevole, tanto più lo "spaghetto" sarà lungo.

So che hanno fatto dei laser con una frequenza così ben definita che il fotone spaghetto risultante è lungo quanto la distanza che separa la terra dalla luna.

Dico bene Raghnar-The coWolf-?

[Raghnar-The coWolf-]

sì, quello è denominato "pacchetto di coerenza", cioè il laser è bello perchè emette una sola frequenza, o almeno ci prova... in realtà come tutto ha dei margini di errore, anche se l'effetto di generazione è quantistico esistono stimolazioni secondarie ed effetti ottici che fanno variare un pochino quella frequenza. Quindi emesso dal laser non è un'onda perfetta a spaghetto ma una sovrapposizione di onde, che, chi conosce il signor Fourier sa bene, alla fine si raccoglie a pacchettini.
Chi non conosce il signor fourier magari conosce i "Battimenti" in musica che sono dovuti allo stesso fenomeno.

Tanto più l'emissione è pura e monocromatica quanto più questo pacchetto è allargato per avvicinarsi all'ideale di "onda piana" solo la sinusoide perfetta.

Anche le lampadine hanno i loro pacchetti di coerenza che sono grandi pochi um...

Ci sono laser molto buoni, laser meno buoni, non so se siano arrivati fino alla luna come dimensione del pacchetto ma mi fido.

Però penso che Aldin chiedesse un'altra cosa: se c'è un limite inferiore o superiore alla frequenza/lunghezza d'onda/energia di una emissione e-m.

Ok, sì, la costante di plank dovrebbe stabilire un limite inferiore in lunghezza d'onda (10^-35m credo sia qualcosa tipo 10^28 eV), il limite superiore è la grandezza dell'universo... però sono limiti così esagerati da non essere ancora minimamente esplorabili.

[Aldin]

Originariamente inviato da frankytop

Nell'indeterminazione della coppia tempo_energia salta fuori quanto è lungo un fotone cioè, i fotoni vanno riguardati come fossero degli spaghetti piuttosto che dei pallini,per cui più la frequenza è definita e dunque più l'emissione è durevole, tanto più lo "spaghetto" sarà lungo.

So che hanno fatto dei laser con una frequenza così ben definita che il fotone spaghetto risultante è lungo quanto la distanza che separa la terra dalla luna.

Dico bene Raghnar-The coWolf-?

Si ma non hai risposto
Edit: Ho letto.