اخبار عربية يتخذ العلماء خطوة كبيرة نحو إنتاج ليزر إلكترون حر أصغر حجمًا وأرخص ثمنًا

اليكم الان يتخذ العلماء خطوة كبيرة نحو إنتاج ليزر إلكترون حر أصغر حجمًا وأرخص ثمنًا والان إلى التفاصيل من المصدر بتوقيت بيروت_ beiruttime

يتخذ الباحثون خطوة نحو استخدام ليزر إلكترون حر أصغر حجمًا وبأسعار معقولة.

يستخدم العلماء الذين يدرسون الذرات والجزيئات والمواد الجديدة الضوء مثلما يستخدم المصور فلاش الكاميرا، حيث يضيء موضوعاتهم بدفقات قصيرة ومكثفة للغاية. تأتي هذه الومضات من آلات تسمى ليزر الإلكترون الحر، أو FELs ، وغالبًا ما يترك الطلب على التجارب في المرافق الكبيرة التي تضمها الباحثين في انتظار فترات طويلة.

لقد تغلب الباحثون في Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) في ألمانيا و Synchrotron SOLEIL بالقرب من باريس على مشكلة الموثوقية في تصميم مدمج يمكن أن يساعد في نهاية المطاف في تلبية هذا الطلب. الكتابة في رسائل المراجعة البدنية، أبلغ الفريق عن أول عملية مستقرة وقابلة للتكرار لبلازما الليزر FEL في نظام الكسب العالي، وهي الحالة التي يخضع فيها الضوء الذي يولده لتضخيم قوي.

تعمل البلازما على تسريع الإلكترونات بالملليمتر

تعمل أجهزة FEL التقليدية على تسريع الإلكترونات إلى سرعة الضوء تقريبًا باستخدام معدات يمكن أن تمتد إلى حوالي كيلومترين أو 1.2 ميل. وبدلاً من ذلك، يمنح ليزر البلازما FEL الإلكترونات طاقتها باستخدام البلازما، وهو غاز تم فيه فصل الإلكترونات عن الذرات. تقول الدكتورة ماري لابات من شركة Synchrotron SOLEIL: “في بلازما الليزر FEL ، يمكن تقليل هذه المسافة بعامل يصل إلى ألف تقريبًا”. “تتنقل الإلكترونات بشكل فعال على موجة من البلازما.”

وفي غضون بضعة ملليمترات فقط، يمكن للإلكترونات الوصول إلى طاقات تتطلب عدة أمتار من التسارع في آلة تقليدية. ويتطلب الحفاظ على موثوقية هذه العملية التحكم الدقيق في التفاعلات غير الخطية بين الليزر والبلازما، حيث لا تؤدي التعديلات إلى تغييرات بسيطة ومتناسبة في السلوك. استخدم الفريق نبضات الأشعة تحت الحمراء من ليزر DRACO عالي الأداء الخاص بـ HZDR لإنشاء بلازما في تيار من الغاز بسمك ملليمتر واحد.

تقول الفيزيائية في HZDR الدكتورة سوزان شوبيل: “لقد تمكنا من ضبط الليزر بدقة ليتناسب مع البلازما”.

توفر الإلكترونات المتحكم بها ومضات مستقرة من الأشعة فوق البنفسجية

بمجرد تسريعها، تدخل الإلكترونات إلى المموج، وهو عبارة عن مجموعة من المغناطيسات التي تجبرها على السير في مسار متذبذب. وعندما تبعث الإلكترونات الضوء وتتفاعل معه، فإنها تتجمع في مجموعات صغيرة تنتج ومضات مكثفة ومتماسكة، مع موجات ضوئية تتناغم مع بعضها البعض. يقول شوبل: “بفضل شعاع الإلكترون الذي يتم التحكم فيه جيدًا، تمكنا من توليد ومضات مكثفة من الضوء فوق البنفسجي بطريقة مستقرة وقابلة للتكرار باستخدام مموجنا”. أنتج النظام نبضات فوق بنفسجية ذات طاقة نبضية عالية بطول موجة يبلغ 272 نانومتر، بينما أظهرت القياسات ارتفاعًا هائلاً في طاقة خرج الإشعاع، وهي العلامة المميزة للتشغيل عالي الكسب. يقول الدكتور آري إيرمان من معهد الفيزياء الإشعاعية التابع لـ HZDR: “يعد هذا تقدمًا كبيرًا مقارنة بالنتائج التي نشرناها في عام 2023”. يقول إيرمان: “إن الاستقرار – أي ومضات الضوء التي تحافظ باستمرار على جودة عالية على مدار ساعات أو حتى أيام – يعد أمرًا في غاية الأهمية لجميع التجارب التي تتضمن FEL”.

لقد حققت المرافق التقليدية واسعة النطاق هذا الاستقرار منذ فترة طويلة، بينما استغرق جعل نهج الليزر والبلازما موثوقًا سنوات من البحث من قبل الفريق.

الأشعة فوق البنفسجية القصوى يمكن أن تساعد في فحص الرقاقة

يخطط الباحثون لتحسين نبضات الضوء بشكل أكبر من خلال تحسين التفاعل بين الليزر والبلازما ومسار الإلكترونات عبر المموج. لا تزال أجهزة FELs البلازما الليزرية المدمجة بعيدة بعد عدة سنوات عن استكمال المرافق البحثية الكبيرة، ويعمل الفريق أيضًا على إنتاج الضوء بأطوال موجية أقصر.

يقول إيرمان: “إن ومضات الضوء على هذا الطول الموجي للأشعة فوق البنفسجية هي مجرد البداية”.

هدفهم التالي هو الضوء فوق البنفسجي الشديد، أو EUV ، والذي يمكن أن يدعم مراقبة جودة أكثر كفاءة لرقائق الكمبيوتر ذات الهياكل النانوية.

المرجع: “ليزر الإلكترون الحر المعتمد على البلازما في نظام الكسب العالي” بقلم ماري لابات، وسوزان شوبل، وأمين غيث، وفرانزيسكا ماري هيرمان، وماكسويل لابيرج، وإليونور روسيل، وأولريش شرام، وباتريك أوفر، وماري إيمانويل كوبري، وآري إيرمان، 16 يونيو 2026، رسائل المراجعة البدنية.دوى: 10.1103/ndsf-kyr4

تابعونا على جوجل و أخبار جوجل.

يتخذ العلماء خطوة كبيرة نحو إنتاج ليزر إلكترون حر أصغر حجم ا وأرخص ثمن ا

بتوقيت بيروت_ beiruttime يتخذ العلماء خطوة كبيرة نحو إنتاج ليزر إلكترون حر أصغر

كانت هذه تفاصيل يتخذ العلماء خطوة كبيرة نحو إنتاج ليزر إلكترون حر أصغر حجمًا وأرخص ثمنًا نرجوا بأن نكون قد وفقنا بإعطائك التفاصيل والمعلومات الكامله .

وننوه بأن الموضوع الأصلي قد تم نشرة ومتواجد على بتوقيت بيروت_ beiruttime و قام فريق العمل في برسبي نيوز بالتاكد منه او ربما تم التعديل علية او قد يكون تم نقله بالكامل اوالاقتباس ويمكنك قراءة الموضوع من مصدره الاساسي.