Просмотр новости
Найдите то, что Вас интересует
Спутники
РН
SpaceX
Роскосмос
NASA
Ученые «Сколтеха» рассчитали, как сохранить сверхкороткие вспышки для наблюдения за электронами
Дата публикации: 22-07-2026 10:27:00
Исследователи «Сколтеха» (входит в группу ВЭБ.РФ) с коллегой из Шанхайского института оптики и точной механики...
Основное содержимое страницы с новостью.
22 Июля 2026 13:27 22 Июл 2026 13:27 |
Исследователи «Сколтеха» (входит в группу ВЭБ.РФ) с коллегой из Шанхайского института оптики и точной механики Китайской академии наук в рамках совместной лаборатории SIOM–Skoltech выяснили, как подобрать толщину и плотность плазменной мишени, чтобы проходящий через нее импульс сохранил аттосекундную длительность и высокую интенсивность. Результаты помогут точнее проектировать плазменные источники ультрафиолетового и рентгеновского излучения, используемые для изучения сверхбыстрых процессов в веществе. Работа опубликована в журнале Applied Physics Letters (Q1, Nature Index). Об этом CNews сообщили представители «Сколтеха».
Аттосекунда составляет 10⁻¹⁸ секунды. Импульсы такой длительности можно сравнить со сверхбыстрой вспышкой фотокамеры: они позволяют как бы «заморозить» движение электронов и исследовать процессы, которые невозможно различить с помощью более длинных импульсов. Это важно для изучения атомов, молекул, твердых тел и новых материалов.
Один из перспективных способов получения интенсивного аттосекундного излучения основан на взаимодействии мощного лазерного импульса с плотной плазмой. У её поверхности формируются тонкие электронные сгустки, излучающие короткие вспышки в ультрафиолетовом и рентгеновском диапазонах.
Однако та же плазма, которая участвует в создании импульса, может его «размыть». Разные частотные компоненты излучения проходят через среду с разными скоростями. Из-за этого импульс растягивается во времени, меняет частотную структуру и теряет пиковую интенсивность. Чем плотнее плазма и толще мишень, тем сильнее накапливается дисперсия. В определённый момент импульс перестаёт быть аттосекундным и уже не позволяет наблюдать самые быстрые электронные процессы.
Иллюстрация распространения аттосекундного импульса через плазменную мишень: с увеличением толщины плазмы импульс растягивается во времени и теряет пиковую интенсивность
Чтобы определить эту границу, ученые провели одномерное и двумерное моделирование методом частиц в ячейках на суперкомпьютере «Сколтеха» «Жорес». Расчеты сопоставили со спектральной моделью распространения волн и упрощенным аналитическим описанием.
В результате авторы получили компактные зависимости, связывающие растяжение импульса с плотностью и толщиной плазмы, а также с характерной частотой аттосекундного излучения. На их основе был сформулирован критерий накопленной дисперсии, показывающий, при каких параметрах мишени аттосекундная структура импульса сохраняется, а при каких — разрушается.
«Аттосекундный импульс можно сравнить с очень короткой вспышкой, необходимой для получения четкого изображения сверхбыстрого процесса. При прохождении через слишком толстую или плотную плазму эта вспышка растягивается, и "снимок“ теряет резкость. Мы получили практический критерий, который позволяет заранее определить допустимые параметры мишени и избежать большого числа ресурсоёмких расчётов методом проб и ошибок», — сказала первый автор статьи Елизавета Липкова, младший инженер-исследователь Лаборатории суперкомпьютеров в искусственном интеллекте Центра искусственного интеллекта «Сколтеха».
В работе также представлена карта, по которой для заданной плотности плазмы можно определить максимальную толщину мишени, допустимую в аттосекундных экспериментах. Такая диаграмма поможет исследователям заранее выбирать параметры установки и оценивать, сохранит ли импульс необходимую длительность после прохождения через плазму.
Результаты исследования задают практические ориентиры для создания более эффективных плазменных источников аттосекундного ультрафиолетового и рентгеновского излучения, а также элементов аттосекундной оптики. В перспективе такие системы могут применяться для исследования движения электронов, химических реакций и свойств материалов на предельно малых временных масштабах.
Авторы статьи — младший инженер-исследователь Лаборатории суперкомпьютеров в искусственном интеллекте Центра ИИ Сколтеха Елизавета Липкова, профессор и руководитель Лаборатории вычислительных методов формирования изображений Центра ИИ «Сколтеха» Дмитрий Дылов, доцент и руководитель Лаборатории суперкомпьютеров в искусственном интеллекте Центра ИИ «Сколтеха» Сергей Рыкованов, а также профессор Шанхайского института оптики и точной механики Китайской академии наук Цзинвэй Ван.
Схожие новости
Классификация: Наука. Схожих патентов: 0. Схожих новостей: 10. Тональность: 0. Информативность: 8.52. Источник: mobileb2b.cnews.ru.