Energia

Primeiro laser de raios X de estado sólido

Primeiro laser de raios X de estado sólido
A luz de raios X gerada pode ser utilizada para estudar o próprio material gerador, e a amostra não se aquece muito e, portanto, não é destruída.[Imagem: Helmholtz-Zentrum Berlin/E. Strickert]

Laser de raios X sólido

Cientistas alemães conseguiram, pela primeira vez, criar um laser de raios X a partir de um sólido, um cristal de quartzo.

A técnica abre novos caminhos de investigação na ciência dos materiais, já que permitirá a análise detalhada de substâncias para as quais não havia ainda um método prático de análise.

"Esta tecnologia torna possível analisar amostras sensíveis que, de outra forma, são rapidamente destruídas pela luz intensa de raios X," explicou o professor Wilfried Wurth, da Universidade de Hamburgo.

Ao contrário dos diodos laser usados nos aparelhos de CD e DVD, até agora não havia sido possível construir lasers de raios X na forma de componentes de estado sólido compactos.

Isto porque, em primeiro lugar, a energia necessária para excitar o meio laser é muito alta. E, em segundo lugar, a excitação deve ser de intensidade tão alta que ela não pode ser implementada em um dispositivo compacto.

Por isso, os lasers de raios X são normalmente grandes equipamentos alimentados por um acelerador de partículas, como o alemão DESY, usado neste experimento.

Laser de elétrons livres

Os elétrons de alta energia do acelerador, quase à velocidade da luz, são enviados por poderosos ímãs por um percurso em zigue-zague, emitindo flashes de raios X em cada curva, onde eles encontram um pulso de luz laser - é isto o que é conhecido como princípio do "laser de elétrons livres".

Os pesquisadores usaram um laser de elétrons livres para excitar um cristal de silício até fazê-lo emitir radiação na faixa dos raios X.

Antes que o silício possa emitir um pulso de laser de raio X por sua própria conta, no entanto, ele precisa ser excitado por outro laser de raios X muito intenso, o que significa que a luz de raios X resultante tem um pouco menos energia do que o pulso de entrada.

Ainda assim, o método oferece uma vantagem decisiva: a luz de raios X gerada pode ser utilizada para estudar o próprio material gerador, e a amostra não se aquece muito e, portanto, não é destruída.

Bibliografia:

Stimulated X-ray emission for materials science
M. Beye, S. Schreck, F. Sorgenfrei, C. Trabant, N. Pontius, C. Schübler-Langeheine, W. Wurth, A. Föhlisch
Nature
Vol.: Published online
DOI: 10.1038/nature12449




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