Физики уместили аналог синхротрона на двух столах

Физикам удалось создать источник высококачественных рентгеновских импульсов относительно небольшого размера. Статья ученых опубликована в журнале Nature Physics, а ее краткое изложение приводит Nature News.

В настоящее время для получения высококачественного рентгеновского излучения используются синхротроны. В этих ускорителях элементарных частиц источниками рентгеновского излучения являются движущиеся электроны. Однако подобные источники занимают очень много места и стоят крайне дорого. Например, длина кольца относительно небольшого британского ускорителя ISIS составляет 163 метра.

В рамках новой работы источником рентгеновского излучения также выступали электроны. Ученые облучали 37-фемтосекундными (1 фемтосекунда = 10^-15 секунды) лазерными импульсами образец водорода. В результате атомы газа теряли электроны. После того как импульс проходил, электроны устремлялись обратно к положительно заряженным ионам. При этом они не сразу возвращались в состав атомов, а некоторое время колебались вокруг ионов.

В результате совместной работы большого количества таких "маятников" возникала электромагнитная волна, которая уносила часть электронов. По словам исследователей, этот процесс напоминает "серфинг, где роль серферов исполняют электроны". На выходе электроны проходили специальные магнитные линзы, после чего снова попадали под действие лазерных импульсов. Импульсы снова заставляли элементарные частицы колебаться, причем электроны испускали рентгеновское излучение низкой энергии с длиной волны 18 нанометров. Возникающее при этом излучение оказывалось очень высокого качества.

По словам ученых, сама установка для получения излучения занимает один большой стол. Вместе с необходимыми лазерными источниками новое устройство умещается на двух столах, что все равно значительно меньше размера типичного циклотрона. При этом новое устройство еще не готово прийти на замену существующим источникам рентгеновского излучения. Дело в том, что работающий прототип производит только короткие импульсы, однако ученые надеются, что в будущем эта проблема будет решена.

В настоящее время яркие источники рентгеновского излучения используются во многих разделах науки. Например, для выяснения пространственной структуры материалов, исследователи облучают образцы и анализируют дифракционную картину.

Ученые из Bell Labs ускорили интернет в десять раз

Ученые из французского отделения Bell Labs установили новый рекорд в передаче данных на большие расстояния. Сочетание скорости в 15,5 терабит в секунду и расстояния в 7000 километров превышает максимальные показатели сегодняшних оптоволоконных линий связи в десять раз, говорится в пресс-релизе.

С новой технологией содержимое 400 однослойных DVD-дисков можно передать на расстояние от Парижа до Чикаго всего лишь за одну секунду. Ученые использовали 155 лазеров, работающих на различной частоте. Каждый из лазеров передавал данные со скоростью 100 гигабит в секунду.

Комбинированный световой поток 155 лазеров удалось разложить в конечной точке на составляющие цвета и декодировать данные отдельно для каждой длины волны. Для этого использовались цифровые сигнальные процессоры с технологией когерентной демодуляции - в отличие от применяющейся сегодня технологии прямой демодуляции.

Так была получена скорость в 15,5 терабит в секунду. Умножив этот показатель на расстояние в 7000 километров, исследователи получили 100 петабит в секунду-километр. Это стандартная единица измерения скорости передачи данных на дальние расстояния в телекоммуникационной отрасли, говорится в пресс-релизе.

Добиться рекордной скорости удалось при увеличенном до 90 километров расстоянии между усиливающими сигнал ретрансляторами. Это на 20 процентов больше, чем в сегодняшних оптоволоконных магистралях.

До 1995 года Bell Labs входили в состав американской корпорации AT&T. Ученые из "лабораторий Белла" получили несколько Нобелевских премий, в том числе за доказательство волновой природы материи в 1937 году и за изобретение первого транзистора в 1956 году. Bell Labs перешли в собственность французской телекоммуникационной компании Lucent Technologies в 1995 году, которая после объединилась с компанией Alcatel. Новые владельцы объявили о сворачивании фундаментальных исследований в пользу прикладных работ в области проводной и беспроводной передачи данных.