Absorpcija svetlobe in eksplozije z žarki X

Avstralska raziskovalna skupina je teoretično pokazala in v eksperimentu izmerila, kako se lahko v zelo tanki plasti iz polprevodnika antimonita absorbira skoraj vsa svetloba določene barve. Plast polprevodnika je treba le pravilno izrezljati. To bi lahko precej pocenilo zaznavala svetlobe.

Raziskovalke in raziskovalci so na kovinsko ogledalo pritrdili tanko plast polprevodnika. Ko so na tako premazano ogledalce posvetili z belo svetlobo, se je od njega večinoma odbila. Nato so v tanko naneseno plast vrezali plitve in dolge vzporedne črte. Tokrat se ni odbila vsa svetloba, ampak so se določene barve oziroma valovne dolžine absorbirale.

Tako se je denimo zelena ali rdeča svetloba zaradi plitvih zarez v plasti vanjo ujela in tam tudi ostala. Barvo ujete svetlobe pa so raziskovalke in raziskovalci lahko spreminjali z različnimi razdaljami med zarezami v plasti.

Podoben učinek znajo fizičarke in fiziki ustvariti z dragimi in debelejšimi materiali. Pri teh so uporabili poceni polprevodnik, ki je bil debel le nekaj deset nanometrov. Uporaba tankih polprevodniških plasti z zarezami, zaradi katerih se vanje vsrka svetloba, je torej komercialno zanimiva, ker zahteva že zelo razširjene materiale in preprosto izdelavo. Prve na spisku naprav, v katerih bi lahko spoznanje uporabile, so infrardeče kamere.

Raziskovalna skupina s pospeševalnika SLAC stanfordske univerze je posnela počasne posnetke laserja žarkov X, ki je zadel kapljice in curke vode. Preko radijskih valov vas lahko poskusimo vsaj navdušiti nad laserji žarkov X, za ogled videov pa boste morali klikniti spletno stran Radia Študent.

Če v pospeševalniku pospešimo elektrone in njihovemu hitremu potovanju dodamo še nihanje, se zaradi takega gibanja ustvari elektromagnetno sevanje. Ob pravi konfiguraciji pospeševalnika lahko dosežemo, da ima sevanje visoko energijo, denimo v področju žarkov X, in je hkrati tudi urejeno, podobno kot svetloba iz laserja. Napravi, ki proizvaja tako valovanje s pomočjo prostih elektronov, po angleško rečemo X-ray free-electron laser ali XFEL.

Ko so z laserskim sunkom iz XFEL posvetili na kapljico vode, se je ta spektakularno razletela. Podobno se je razletel tudi tanek curek vode. Geometrično  so bile te eksplozije bolj preproste, kot če bi nanje posvetili z običajnim, optičnim laserjem. Čeprav še ni jasno, kako bi lahko bilo to uporabno, vas vabimo, da si jih ogledate.

Z laserji žarkov X se kaj kmalu še ne bomo streljali, saj gre za velike in drage naprave. A kot vedno je tudi tu hipotetično možna zloraba tehnologije. Kot navajajo tudi avtorice in avtorji članka, se voda uporablja kot modelni sistem za biološko tkivo, in dodajajo, da pri medicinskih operacijah. Zlasti ob tem dejstvu se nam utrne pomislek, da bi lahko spoznanja kdo uporabil tudi v zle namene.