OBAVJEŠTENJA I NOVOSTI

MON KS odobrio novi naučno-istraživački projekat

Naziv projekta: Novi metodi generacije mekih X zraka i rasijanih elektrona pomoću kompleksnih laserskih polja

Voditelj projekta: akademik prof. dr. Dejan Milošević

Vrijednost projekta: 75.700,00 KM.

Opis projekta

Spektar harmonika višeg reda u zavisnosti od faze.Nakon što su otkriveni (Röntgen, 1895), X zraci su omogućili revoluciju u našem razumijevanju materije. Talasna dužina X zraka je mala tako da su oni pogodni za analizu strukture materije na atomskoj skali. Veliki naučni značaj X zraka se može najbolje razumjeti ako se uzme u obzir podatak da je čak 25 Nobelovih nagrada u fizici, hemiji i medicini dodijeljeno za istraživanja vezana za X zrake. Kao izvori X zraka se u današnje vrijeme najčešće koriste sinhrotroni, na akceleratorima čestica bazirani izvori X zraka i laseri sa slobodnim elektronima koji rade u režimu X zraka (XFEL). U razvijenim zemljama svijeta postoji desetine ovakvih velikih postrojenja. Paralelno sa razvojem izvora X zraka baziranih na akceleratorima, u fizici jakih laserskih polja otkriven je metod generacije X zraka pomoću malih uređaja koji se mogu smjestiti na laboratorijski stol. Radi se o tzv. procesu generacije viših harmonika (engleski: high-order harmonic generation – HHG). Kada se atomski gas izloži jakom laserskom polju dolazi do jonizacije atoma i oslobođeni elektroni se, ubrzani laserskim poljem, udaljavaju od matičnog jona. Pošto je lasersko polje oscilatorno ono može da vrati te elektrone nazad do matičnog jona. Rekombinacijom elektrona i matičnog jona energija akumulirana tokom kretanja u laserskom polju se oslobađa u vidu ultrakratkog impulsa emitovanih viših harmonika laserskog polja. Red tih harmonika može biti više stotina, tako da je emitovano zračenje u ekstremno ultraljubičastom području (XUV). Posebno je značajno što je to zračenje koherentno i ultrakratko, tako da ima bolje prostorno-vremenske karakteristike nego ono dobijeno u pomenutim velikim akceleratorima. Ovo je posebno važno za novu oblast nauke – atonauku (attoscience) koja proučava atomske procese na njihovoj prirodnoj vremenskoj skali (1 atosekunda je jednaka 10-18 sekundi). Dakle, jako je značajno naći metode povećanja energije fotona emitovanih u HHG procesu, tako da oni obuhvate područje mekih X zraka.

Bitno je naglasiti da se za HHG koristi linearno polarizovano lasersko polje tako da su emitovani viši harmonici također linearno polarizovani. Međutim, cirkularno polarizovana svjetlost je značajna zato što omogućava da se razlikuju različite kiralne forme. Gotovo sve biomolekule, kao i mnoge supstance koje interaguju sa njima, ispoljavaju cirkularni dihroizam, tj. kiralni materijali apsorbuju lijevo i desno polarizovanu svjetlost u različitim iznosima. Posebno su važni cirkularno polarizovani X zraci sa energijama fotona 100-1000 elektronvolti (eV). Npr. poznat je tzv. „vodeni prozor“ („water window“) 290-530 eV koji omogućava in-vivo analizu organskih materijala. Treba spomenuti i tzv. L-granice (L-edges) mangana (640 eV) i bakra (930 eV), što je bitno u nauci o materijalima, npr. visokotemperaturnim superprovodnicima itd. Trenutno se takvi X zraci mogu dobiti samo u velikim postrojenjima tipa sinhrotrona.

Opširnije na linku http://www.pmf.unsa.ba/fizika/samophys/index.php/bs/9-novosti/44-mon-ks-odobrio-novi-naucno-istrazivacki-projekt