 Визуализация образца с высоким разрешением с помощью ультрабыстрых процессов теперь становится доступной, благодаря исследователям когерентного источника света (LCLS). Они внедрили ряд достижений, чтобы поразить образцы парой точно настроенных рентгеновских лазерных импульсов различных цветов, или энергий фотонов. Два импульса могут прийти в одно и то же время, обеспечивая подробное трехмерное изображение структуры образца. Отсрочка лучей на десятки фемтосекунд позволяет ученым изучать очень быстрые процессы, такие, как ранние этапы химической реакции.
Впервые рентгеновские ученые имеют доступ и независимый контроль ультракоротких рентгеновских двухцветных импульсов с почти полной пиковой мощности выше 50 ГВт. Эта новая возможность представляет собой улучшение на порядок величины выше ранних достижений, позволяя ученым проще и быстрее анализировать химические и материальные образцы для труднодоступных исследований.
В LCLS, исследователи продемонстрировали создание двухцветных рентгеновских импульсов, используя двойные электронных сгустки. В этом методе, два электронных сгустка образуются при освещении фотокатода инжектора двумя лазерными импульсами, разделенными во времени на несколько пикосекунд. После ускорения и сжатия, два электронных сгустка разделяются десятками фемтосекунд и имеют две различные энергии. Когда высокояркие сбитые электронные пучки доставляются в виде последовательности чередующихся магнитов, называемых ондулятором, два сгуска выделяют два независимых рентгеновских импульса различных энергий фотонов.
Разница энергии и время задержка двух импульсов могут независимо контролироваться, что позволяет исследовать динамические процессы, возбуждаемые рентгеновскими лучами на фемтосекундных масштабах. Существующая рентгеновская система может быть использована для одновременной фильтрации двух импульсов, генерируемых двумя пучками, что позволяет создавать два узкополосных рентгеновских лазерных импульса с широким разделением энергии. Это позволяет определить трехмерную структуру ранее неотображенных белков с использованием фемтосекундной серийной кристаллографии.
|
