Partikelacceleratorer, som bland annat används för att generera röntgenstrålar för forskning, är normalt väldigt stora och dyra anläggningar. Ett välkänt exempel är den 27 kilometer långa LHC-acceleratorn vid CERN, som användes för upptäckten av Higgspartikeln.
På högeffektslaserlaboratoriet i Lund pågår ett arbete med att utveckla en ny accelerationsmetod där röntgenstrålar skapas med hjälp av laser och heliumgas. Forskargruppen, där Julien Ferri ingår, har nu publicerat en ny artikel om arbetet i Nature Physics, där huvudförfattarna är Olle Lundh och Jonas Björklund Svensson vid Lunds universitet.
Den nya metoden innebär att det går att uppnå mer än 1000 gånger högre partikelenergier för en given accelerationssträcka, jämfört med traditionella acceleratorer. Därmed kan acccelerationssträckan minskas rejält.
– Det här gör det möjligt att uppnå samma partikelenergi på ett avstånd som är tusen gånger kortare, vilket innebär att kostnader och storleken på anläggningarna kan minska kraftigt jämfört med de traditionella, säger Julien Ferri.
Det finns dock ett problem: röntgenstrålarna sprider sig snabbt, och förlorar därmed styrka. Det här har forskarna nu hittat en lösning på. Genom att skicka elektronerna genom en lins av plasma blir röntgenstrålarna mer intensiva, fokuserade och användbara för olika tillämpningar.
Julien Ferri betonar att lasertekniken inte kan ersätta de konventionella acceleratorerna, men påpekar att den nya kunskapen innebär ett viktigt steg mot att kunna skapa mindre anläggningar för partikelacceleration, och generera röntgenstrålar till en lägre kostnad.
– Möjligheten att skapa mer fokuserade röntgenstrålar kan vara användbar på många områden, exempelvis vid studier av kemiska reaktioner eller för att kartlägga nya material med en aldrig tidigare skådad precision, säger han.
Text: Ulrika Ernström
Kontakt:
Julien Ferri, postdoktor vid institutionen för fysik, Göteborgs universitet, e-post: julien.ferri@physics.gu.se
Länk till pressmeddelandet om forskningen på Lunds universitet: Ny laserteknik ger mer fokuserade röntgenstrålar
