Faigel Gyula

Mire jó a röntgenvonalzó? - Az atomi szerkezet meghatározása röntgensugárzással

VIII. Jövőbeli lehetőségek

35. ábra

A rendszer paramétereinek megfelelő megválasztásával érhető el, hogy a lézerhatás fellépjen, és a kijövő sugárzás igen intenzív, koherens és párhuzamos nyaláb legyen. Ezek az eszközök vagy továbbfejlesztett változataik már megfelelő röntgenimpulzusokat fognak szolgáltatni a javasolt méréshez. Jelenleg kutatócsoportunk többek között az egyedi részecskék leképzésekor felmerülő problémák megoldásával foglalkozik. Ezek közül a legalapvetőbb a minta robbanási folyamatának leírása, hiszen ez szabja meg, mennyi időnk van az eredeti szerkezet mérésére. A nehézségek illusztrálására e modellezésünk eredményét mutatom be a 10. animáción.

Animáció: Atomfürt robbanása röntgen impulzus hatására

Az animáció egy 1500 atomot tartalmazó kis részecske szabadelektron lézer röntgenimpulzusának hatására bekövetkező robbanását mutatja. Az impulzus hossza 10 fs. Az impulzus hatására leszakított elektronok - a sárga gömbök - nagy sebességgel mozognak, és rövid idő alatt távoznak, és így a visszamaradó pozitív ionok - zöld gömbök - taszítják egymást, és a minta elveszti eredeti atomi rendjét, szétrobban. A piros és kék gömbök a másodlagosan leszakított kisebb energiájú elektronokat jelképezik, amelyek nem tudnak megszökni, és az ionokkal egy kis plazmagömböcskét alakítanak ki. A modellezésből nyilvánvaló, hogy csak az impulzus elején, az első néhány fs-ban mérhetünk. Ebben az időszakban még közelítőleg az eredeti atomi rendet látjuk. Ezek az eredmények ösztökélik arra a szabadelektron lézer tervezőket, hogy még rövidebb impulzushosszal rendelkező forrásokat építsenek. Az, hogy ez sikerül-e, és ha igen, akkor a gyakorlatban is meg tudjuk-e határozni egyedi részecskék atomi szerkezetét, a jövő titka.

Végül a következőkkel szeretném zárni az előadást: Az anyag atomi szerkezetének gondolata egészen az ókorig nyúlik vissza. Az emberi kíváncsiság, a természet megértésére való kitartó törekvés azonban csak a múlt században vezetett el a valódi atomi rend megismeréséhez. A természet működésének megismerése, az új ismeretek szerzése iránti igény az emberekben ösztönös. Ma úgy nevezzük ezt, hogy alapkutatás. Ennek célja minőségileg új ismeretek szerzése, a természet működésének megértése. Ez a megértés az emberi szabadság záloga is. Hiszen akkor tudunk optimálisan cselekedni, a természet erőit saját javunkra fordítani, és akkor nem vezetnek minket az orrunknál fogva, ha értjük a körülöttünk lévő világ működését.