Ученые НИЯУ МИФИ предложили новый тип решетки, взаимодействуя с которой электрон будет излучать в сто раз больше энергии, чем обычно. Об исследовании, опубликованном в журнале Physical Review B, сообщает пресс-служба университета.
Читайте «Хайтек» в
Сотрудники НИЯУ МИФИ предложили новый тип решетки, взаимодействуя с которой электрон будет излучать в сто раз больше энергии, чем обычно. Данное явление представляет собой один из примеров «связанного состояния электрона в континууме» (ССК).
Одно из проявлений ССК — значительное усиление интенсивности излучения быстрых электронов за счет резонансов в излучающей структуре. В 2018 году группа ученых из Америки и Израиля теоретически исследовали излучение, которое возникает при взаимодействии электронов с решетками. Ученые показали, что проявление квази-ССК может быть настолько значительным, что сравнительно медленные — нерелятивистские — электроны будут излучать сильнее, чем релятивистские частицы с высокой энергией, двигающиеся со скоростью, близкой к скорости света. Это необычно, так как принято считать, что чем выше энергия электрона, тем больше он излучает.
Каждый элемент решетки — димер, то есть пара частиц, размер которых много меньше длины волны, на которой наблюдается излучение. Эффект усиления достигается на определенных частотах за счет резонансного взаимодействия между частицами димера. Это и есть проявление квази-ССК. Частицы находятся близко друг к другу и влияют на излучательную способность друг друга.
Дарья Сергеева, научный сотрудник НИЯУ МИФИ
Физики МИФИ рассчитали характеристики возникающего излучения, а также определили оптимальное расстояние, на котором должны находиться частицы, чтобы наблюдался резонанс на примере конкретной реализуемой структуры. Для медных сферических частиц расстояние составило 518 мкм. При таких параметрах на компактном электронном ускорителе с энергией электронного пучка 5-20 МэВ (наподобие тех, что повсеместно используются сегодня в медицинских центрах), можно наблюдать усиление излучения почти в 100 раз.
Потенциальная область применения полученных результатов — очень широка, добавляют ученые. Например, они подойдут для создания источников микроволнового излучения, в лазерах на свободных электронах, синхротронах или коллайдерах, в биологических и медицинских исследованиях.
На обложке: Изображение от kjpargeter на Freepik, сведения о лицензии