Léirigh foireann taighdeoirí faoi stiúir Bob Nagler agus Thomas White modh nua le déanaí chun teocht na n -adamh a thomhas laistigh d'ábhar dlúth te - trí luas na n -adamh a thomhas go díreach.
Tá pointí leá agus fiuchphointe sonracha ag na hábhair go léir, ach is féidir iad a mhaolú os a gcionn go dtí go sroicheann siad leibhéal "tubaiste" eantrópachta de leá tobann agus fiuchphointe tobann.
Nuair a rinne an fhoireann maoirseacht ar ór soladach i bhfad níos faide ná a theorainn theoiriciúil go 19,000 Kelvins, mhair sé an tubaiste eantrópachta - a thugann le fios nach féidir go mbeadh uasteorainn ann d'ábhair bhréige má théitear go tapa go leor iad.
Domhan fócas léasair: Cén smaoineamh a bhí ann le hór a mhaolú le LCLS? Cad a spreag é?
Bob Nagler: Nuair a bhíomar ag iarraidh an turgnamh a dhéanamh, ba é an sprioc a bhí againn ná modh nua a fhorbairt chun teocht an ábhair dhlúth a thomhas. Tá an t -ábhar seo chomh dlúth le solad, ach téitear é go deich nó na céadta mílte céim Kelvin. Faigheann tú é i gcroíthe pláinéad ollmhór agus i taobh istigh stellar, ach nuair a athchruthaíonn muid é sa saotharlann, tá sé deacair a theocht a thomhas i ndáiríre.
Sheolamar an tionscadal seo chun aghaidh a thabhairt ar an dúshlán seo, ag baint úsáide as an bhfoinse is gile X - Ray, Foinse Solais Línte Linac (LCLS) SLAC, chun cabhrú leat.
Thomas White:Ba bhreá liom a rá go raibh sé ina dhuine aonair - Wolf Flash of Brilliance ach, i bhfírinne, tháinig an smaoineamh amach as Frustrachas Long - ar fud na páirce. Bhí a fhios againn go raibh diagnóisic níos fearr ag teastáil uainn, agus rinne an t -ór an t -ábhar tástála smaointe: scaipeann sé X - go maith agus is féidir é a dhéanamh go héasca sna scragaill tanaí a theastaíonn don teicníc seo. Bhí ár bhfoireann in Ollscoil Nevada, Reno, SLAC, agus comhpháirtithe eile ag súil go dtiocfadh an t -ór suas faoi ionradaíocht, ach ba é an rud a sheas amach cé chomh teo a d'fhan an solad agus a struchtúr criostalach á chothabháil. Fiú ag na teochtaí foircneacha seo, lean an laitíse óir níos faide ná an teorainn ionchais don ord struchtúrach. D'athraigh an bhreathnóireacht seo fócas ár dtionscadail. D'eascair an méid a thosaigh mar iarracht phraiticiúil chun teirmiméadar níos fearr a thógáil ina imscrúdú níos doimhne ar mhaoirsiú agus ar theorainneacha bunúsacha solad - ábhar stáit faoi choinníollacha foircneacha.
LfW: Cén fáth LCLS?
BÁN:Braitheann an modh a d'fhorbraíomar ar athruithe beaga bídeacha a bhrath ar an gcaoi a scaipeann x - gathanna as adaimh in ábhar. Go sonrach, nochtann athruithe beaga fuinnimh teocht na n -ian. Éilíonn sé ní hamháin go bhfuil gathanna x {- geal geal, ach freisin bandaleithead an -chúng. Saor {- Tá léasair leictreon cosúil le LCLanna, agus roinnt eile ar nós an XFEL Eorpach, in ann an meascán seo a sheachadadh. Tá siad suas le billiún uair níos gile ná aon synchrotron, rud atá riachtanach toisc go bhfuil an scaipeadh neamh -thrédhearcach lag - ar ord cúpla fótón in aghaidh an lámhaigh.
Nagler:Is ciliméadar go bunúsach é LCLS - fada x - Ray Laser a fheidhmíonn, don turgnamh seo, mar theirmiméadar fada ciliméadar -. Gan an teaglaim seo de ghile, de chomhleanúnachas, agus de chruinneas speictreach, ní bheadh an tomhas seo indéanta.
LfW: Cad a bhí i gceist le do thurgnamh?
Nagler: Rinneamar scragall óir ultrathin a théamh - ach 50 {- nm tiubh - ag baint úsáide as minicíocht - dúbailte Ti: léasair sapphire, ag tabhairt 400 - nm nm linength éadrom le durations timpeall 45 FS. In ainneoin na dteochtaí tromchúiseacha a shroich muid, ní raibh an léasar féin an-chumhachtach ag caighdeáin ard-dlúis-fhuinnimh. Níor úsáid muid ach thart ar ~ 0.3 mj in aghaidh na bíge. Ciallaíonn sé go bhféadfadh go leor saotharlanna léasair ar fud an domhain an chuid téimh den turgnamh, cruthú óir superhited, a atáirgeadh.
BÁN:Ach an teocht a chruthaíonn tú a thomhas? Is é an chuid chrua é. Chuige seo, ní mór duit an bandaleithead ultrabright, caol -, gathanna femtosecond x - nach féidir ach le háiseanna cosúil le LCLanna agus cúpla XFEL eile a sholáthar. Is é an rud a rinne an turgnamh seo indéanta.
LfW: Cad iad na príomhshuimeanna beir leat sa turgnamh seo? Aon iontas?
Nagler:Maidir linn féin agus ár réimse, is é an príomh -thaitneamhacht ná go bhfuil modh díreach, samhail - againn chun teochtaí ian a thomhas i ndúshlán mór ábhair - a bhí ina dhúshlán seasta - i bhfuinneamh ard -dhlúsála ardfhuinnimh {-. Osclaíonn an teicníc an doras chun cothromóidí stáit a thagarmharcáil, ag bailíochtú insamhaltaí hidrinimiciúla, agus ag iniúchadh ábhar laistigh de chórais a bhí as a chéile go turgnamhach roimhe seo.
BÁN:Tháinig an fíor -iontas nuair a chonaic muid cé chomh fada agus a thiocfadh linn solad a bhrú sula dtabharfadh sé isteach ar neamhord. Bhíothas ag súil go leá an t -ór nuair a thrasnaigh sé tairseach áirithe - ach ní raibh. An laitíse criostail a choinnítear le chéile ag teochtaí níos mó ná 14x an leáphointe - i bhfad níos faide ná an méid a thuar teirmidinimic chaighdeánach. Ba é seo an 'aha!' Nóiméad: Ní hamháin go bhféadfaimis an teocht a ghlacadh, ach chuir an córas féin ionchais ar aghaidh. Agus é sin á dhéanamh againn, ní hamháin go bhfaigheann muid féin réiteach ar dhúshlán diagnóiseach, ach ag nochtadh na fisice nua, ag brú na dteorainneacha a bhaineann le maoirsiú, agus ag athchuairt ar thoimhdí maidir le cathain agus conas a leáigh solaid faoi choinníollacha foircneacha.
LfW: Cad é mar a mhothaigh sé go ndéanfadh sé fiche nó tríocha bliain a bhréagnú - sean -theoiric?
BÁN:Bhí sé spraíúil agus spéisiúil tumadóireachta domhain isteach i bhfisic an mhaoirsithe, ag fiosrú cé chomh fada agus is féidir solad a bhrú sula mbriseann sé síos, agus a thuiscint go bhfuil gá le hathmhachnamh cúramach a dhéanamh ar choincheapa bunaithe go maith nuair a chuirtear i bhfeidhm iad go córais ultrafast, aonfhoirmeach.
Nagler:Ní raibh sé chomh mór sin faoi shean -theoiric a dhíspreagadh - mar go raibh sé ag taispeáint nach gá go mbeadh feidhm ag an teoiric le FAR - ó - stáit chothromaíochta. Glacann an creat bunaidh le córas i gcothromaíocht theirmeach, ag druidim go mall leis an leáphointe, ní ar bhlaistear é le cuisle léasair femtosecond. In ionad an teoiric atá ann cheana a chur ar ceal, bhí sé seo níos cosúla le géarú lasmuigh dá réimse.
LfW: Cad a chiallaíonn an fhionnachtain seo le haghaidh maolúcháin?
Nagler:Taispeánann sé gur féidir le hábhar superheated sna stáit neamhthuartha seo iad féin a iompar go leor difriúil ná mar a bheifeá ag súil le níos mó - de - an muileann - Muileann in aice le córais chothromaíochta - agus bheadh sé suimiúil na difríochtaí seo a fhiosrú níos mó sonraí.
BÁN:I ndeireadh na dála, athosclaíonn sé an cheist an bhfuil fíor -theorainn ann chun maoirsiú a dhéanamh i gcórais chothromaíochta i bhfad, nó an féidir le solaid a bheith i bhfad níos faide ná an méid a thuar teirmidinimic thraidisiúnta.
