Nature: Рентгеновские лазеры достигли аттосекундного диапазона

Международный коллектив учёных с участием специалистов НИИЯФ МГУ реализовал метод генерации аттосекундных импульсов на лазере свободных электронов и способ их диагностики. Работа опубликована в журнале Nature.

Исследователи впервые смогли получить управляемые аттосекундные импульсы высокой интенсивности, что открывает новые возможности для изучения и контроля сверхбыстрых электронных процессов. Потенциальные области применения включают структурную биологию, разработку лекарств и медицину.

Эксперимент был проведён на рентгеновском лазере FERMI в Триесте (Италия), который обладает временной когерентностью и остаётся уникальной установкой такого рода. Теоретическую основу метода разработали сотрудники НИИЯФ МГУ Алексей Грум-Гржимайло и Елена Грызлова, а международные партнёры реализовали его на практике.

Работа основана на генерации нескольких гармоник в ондуляторах лазера и тонкой регулировке их фаз, что позволяет создавать серии электромагнитных всплесков длительностью в сотни аттосекунд. Диагностика импульсов проводилась при помощи неонового газа, по изменению энергетического распределения выбитых электронов.

Авторы подчёркивают, что результаты продемонстрировали возможность программируемого управления формой импульсов и получение пиковых интенсивностей, ранее недостижимых в этом диапазоне. Подход может быть использован на новых рентгеновских лазерах на свободных электронах, которые строятся в разных странах.

Исследование стало результатом широкого международного сотрудничества учёных из России, Германии, США, Италии, Австрии, Словении, Венгрии, Японии и Швеции.