Průhledný hliník - realita nebo science fiction?

17.11.2009 | , HBI Press

Experiment, provedený na laseru s volnými elektrony FLASH (Free-Electron LASer in Hamburg) skupinou vědců z deseti zemí, s účastí týmu pracovníků oddělení laserového plazmatu a oddělení rentgenových laserů Fyzikálního ústavu AV ČR ukázal výrazný nárůst propustnosti hliníkové fólie pro záření při vysokých intenzitách v měkkém rentgenovém oboru spektra. Experiment spočíval v soustředění ultrakrátkých (desítky femtosekund, tj. 10-14 sekundy) pulzů obřího rentgenového laseru (Obr. 1) na povrch tenké hliníkové fólie do oblasti, jejíž průměr je jen několik set nanometrů (méně než tisícina milimetru). Laser je naladěn na vlnovou délku, při níž vyrazí elektron přednostně z L slupky hliníku. Intenzita záření je ve fokusu svazku tak vysoká (> 1016 W/cm2), že fotony vytrhají z atomů hliníku téměř všechny elektrony s příslušnou vazebnou energií, pak již nemají co ionizovat a proletí bez interakce vzorkem. Počet fotonů prošlých fólií strmě roste s intenzitou záření. Vzorek je v měkkém rentgenovém oboru průhledný. Kromě podílu na vlastní realizaci experimentu (Obr. 2), spočívá specifický přínos českých badatelů především v uplatnění originální metody stanovení parametrů pole záření při interakci z „otisku“ svazku ve vhodném materiálu analyzovaného mikroskopem atomárních sil a tzv. Nomarského optickou mikroskopií. Nalezli a na několika typech rentgenových laserů vyzkoušeli postupy umožňující ověřit, zda byl svazek soustředěn skutečně na nejmenší dosažitelnou plošku, a velmi přesně stanovit intenzitu záření v této oblasti. Pro experimenty, sledující závislost určitého jevu na intenzitě rentgenového záření přicházejícího z velmi jasného zdroje, jsou tato zjištění klíčová. Tento objev se uplatní v planetologii a astrofyzice, při výzkumu a vývoji možností realizace inerciální termojadené fúze a v dalších vědeckých a technických oborech vyžadujících simulaci prostředí o velmi vysoké hustotě energie v laboratorních podmínkách. Původní sdělení [1] o výsledcích popsaného experimentu vyšlo v zářijovém čísle významného fyzikálního časopisu Nature Physics. Objevily se první reflexe objevu v populárně vědeckých časopisech, např. [2]. [1] B. Nagler a kol. (spoluautoři z FZÚ: J. Chalupský, T. Burian, J. Cihelka, V. Hájková, M. Kozlová a L. Juha): Turning solid aluminium transparent by intense soft X-ray photo-ionization, Nature Physics 5, 693 (2009). [2] S. Battersby: Transparent metal could be the stuff of giant planets, New Scientist 203(2719), 20 (2009); http://www.newscientist.com/article/dn17515-transparent-metal-hints-at-nature-of-planets-cores.html http://www.newscientist.com/article/mg20327196.000-transparent-metal-could-be-the-stuff-of-giant-planets.html Kontakt: Libor Juha, Fyzikální ústav AVČR, v. v. i., Na Slovance 2, 182 21 Praha 8 tel.: 266052741, e-mail: juha@fzu.cz