Untuk meningkatkan kualitas sinar elektron, pemanas laser bergoyang bolak-balik di sepanjang jalur sinar laser inframerah. Dengan melubangi balok, tim menemukan bahwa mereka dapat menghasilkan kualitas yang lebih tinggi dan balok yang lebih stabil.
Penelitian baru menunjukkan bahwa ketika balok elektron diperkuat di tengah sinar laser cincin, balok elektron dapat terluka dengan kualitas yang lebih tinggi dan menghasilkan sinar-X yang lebih cerah.
Sekelompok ilmuwan mengusulkan cara untuk meningkatkan sinar elektron dan menghasilkan sinar-X yang lebih cerah: letakkan cincin di atasnya. Tim ini termasuk peneliti dari Laboratorium Akselerator Nasional SLAC Departemen Energi dan Universitas Stanford, dan menerbitkan temuan mereka dalam Surat Tinjauan Fisika awal bulan ini.
Pada sumber cahaya koheren akselerator linear SLAC (LCLS) dan laser elektron bebas sinar-X lainnya, para ilmuwan mengompres dan mempercepat sinar elektron mendekati kecepatan cahaya, dan kemudian mengayunkannya bolak-balik melalui serangkaian magnet untuk menghasilkan sinar-X. Sinar-X ini kemudian digunakan untuk mempelajari sampel biologis, kimia, dan material, memungkinkan para ilmuwan untuk membuat gambar resolusi tinggi tentang bagaimana struktur molekul mereka bergerak.
Para peneliti menemukan bahwa ketika balok elektron ini panjang dan halus (seperti sepak bola Amerika), mereka adalah yang paling stabil, dapat menghasilkan sinar-X yang lebih cerah dengan panjang gelombang yang lebih seragam, dan dapat memberikan gambar resolusi yang lebih tinggi. Tetapi karena ilmuwan SLAC dan peneliti utama Sergio Carbajo mengatakan bahwa karena elektron saling mengusir ketika mereka diciptakan dalam kekosongan, balok pada akhirnya akan menjadi lebih pendek dan tidak dapat diprediksi, seperti Sepak Bola "mengempis" ditutupi oleh paku. "
"Ekspansi Sepak Bola"
Untuk mengatasi masalah ini, para ilmuwan menggunakan perangkat yang disebut pemanas laser, teknologi yang telah diteliti jangka panjang oleh rekan penulis Huang Zhirong Huang dan Daniel Ratner di SLAC. Pemanas laser mengguncang balok elektron bolak-balik di sepanjang jalur sinar laser inframerah, memungkinkan para ilmuwan untuk membuat balok berbentuk lebih panjang dan lebih baik. Carbajo mengatakan bahwa proses ini menyuntikkan energi ke dalam balok, "memperkenalkan beberapa kekacauan sedini mungkin untuk mencegah lini produksi dari kekacauan lebih lanjut."
Dia berkata: "Ide kami adalah bahwa jika kita tidak melakukan apa pun untuk membengkak dan menghaluskan lonjakan sepak bola, dan kemudian mengirimnya ke akselerator linier, ketidaksempurnaan akan diperkuat dan kualitas balok akan memburuk," Katanya. " Namun, jika kita 'memanaskan' elektron dan mengubah distribusi energinya di awal, kita dapat menyesuaikan bentuknya untuk meningkatkan massanya ketika mencapai akhir akselerator."
"Laser Donat"
Dalam studi baru ini, tim peneliti meningkatkan perangkat dengan melubangi sinar laser menjadi "laser donat" berbentuk cincin. Teknologi pembentukan elektron baru ini dapat meningkatkan ketidaknyamanan dan menghasilkan balok yang lebih stabil, karena akan mengguncang elektron secara berbeda sesuai dengan seberapa dekat elektron ke tengah ring. Hasil akhirnya adalah sepak bola berbentuk sempurna yang cocok untuk terbang di Super Bowl subatomik apa pun.
"Teknologi ini meningkatkan kualitas keseluruhan sinar elektron," kata Carbajo. "Ini memberikan kontrol yang tepat terhadap bentuk sinar elektron, sehingga memiliki signifikansi inovatif dalam memperkuat kinerja instrumen ilmiah yang mengandalkan sinar elektron (seperti cincin penyimpanan, akselerator linier dan sumber cahaya).