Новый научный прорыв: ученые удивили мир супер-решеткой, усиливающей энергию электронов в 100 раз

В престижном научном издании Physical Review B опубликована статья, содержащая результаты исследования, проведенного учеными НИЯУ МИФИ. Их исследование представляет новый тип решетки, который, при взаимодействии с электронами, способствует излучению энергии в сто раз большего объема, чем обычно.

Это явление, описываемое как "связанные состояния электрона в континууме" (ССК), проявляет себя в заметном увеличении интенсивности излучения быстрых электронов за счет резонансов в процессе излучения.

Некоторое время назад исследователи из США и Израиля изучили взаимодействие электронов с решетками и обнаружили, что квази-ССК может быть настолько сильным, что даже медленные нерелятивистские электроны начинают излучать энергию с большей интенсивностью, чем релятивистские, обладающие высокой энергией и приближающиеся к скорости света.

Этот необычный эффект противоречит традиционному представлению, согласно которому более высокая энергия электрона приводит к более интенсивному излучению.

Российские ученые из лаборатории "Излучение заряженных частиц" НИЯУ МИФИ разработали новый тип решетки, который при взаимодействии с электронами позволяет им излучать энергию в сто раз больше, чем обычно.

Взаимное влияние частиц, находящихся близко друг к другу, существенно влияет на их способность к излучению. Специалисты вычислили, что оптимальное расстояние между медными сферическими частицами составляет 518 микрометров.

Это позволяет достичь увеличения интенсивности излучения почти в 100 раз на компактном электронном ускорителе с энергией электронного пучка от 5 до 20 мегаэлектронвольт. При введении ряда новых дополнительных параметров этот эффект может быть усилен даже больше.

Полученные результаты имеют широкий спектр потенциального применения, включая конструирование источников электромагнитного микроволнового излучения, лазеров на свободных электронах, синхротроны, коллайдеры, электронику (включая датчики на-чипе), биологические и медицинские исследования, а также многие другие области.