​Ученые Томского политехнического университета совместно со специалистами компании Keysight провели эксперимент на электронном пучке микротрона ТПУ по исследованию режима сверхизлучения, который реализуется при генерации излучения последовательностью электронных сгустков. Результаты, полученные при прецизионном измерении ширины спектральной линии, подтвердили, что около 8 000 электронных сгустков в режиме сверхизлучения формируют монохроматическое черенковское излучение. Подобный эксперимент проводился впервые. Результаты фундаментальной работы опубликованы в журнале Scientific reports (IF: 4.120, Q1) и могут быть использованы при дальнейшей разработке новых источников излучения в терагерцовом диапазоне.

Cверхизлучение (super-radiant regime) — когерентное сложение полей от последовательности излучающих зарядов. При их периодической последовательности излучение для определенных длин волн будет складываться в фазе, в результате получается узкая спектральная линия. Все развитие лазерных технологий направлено на создание источников монохроматического излучения в различных диапазонах длин волн.

«Разным областям индустрии, медицины, науки требуются источники с узкой спектральной линией (источники излучения с высокой степенью монохроматичности). Для ряда применений использование лазерных технологий не обеспечивает получение требуемых параметров, поэтому в последнее время интенсивно разрабатываются новые типы источников на основе излучения электронов. Излучение в этом случае генерируется пучком электронов, который состоит из периодического набора сгустков, испускаемых с определенным интервалом», — рассказывает профессор Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ Александр Потылицын.

микротрон1.jpg

Основной вопрос, который ученые ставили перед собой: можно ли доказать, что с увеличением числа сгустков сохраняется их периодичность, выполняется условие синфазности, и происходит когерентное сложение излучения от каждого сгустка. Политехники провели измерения на микротроне ТПУ в гигагерцовом диапазоне с помощью специальной прецизионной спектрометрической аппаратуры, которую для эксперимента предоставила компания Keysight. Измерения показали, что ширина спектральной линии излучения составила меньше 0,01 %. Исходя из этого результата ученые определили, что число когерентно излучаемых источников примерно равно 8 000.

«Подобные эксперименты проводились ранее со стандартными приборами — интерферометрами. Но они обладают конечной разрешающей способностью и позволяют измерять ширину спектральной линии на уровне 1 %. Во многих случаях этого было достаточно. Однако нам было интересно опуститься ниже 1 %, а коллегам из Keysight — поработать с ускорителями электронов. Совместный интерес вылился в такой неожиданный результат», — поясняет Александр Потылицын.

Авторы статьи подчеркивают, что эксперимент на электронных пучках с подобным оборудованием был проведен впервые и имеет фундаментальный характер. Его результаты могут быть использованы в разработке и создании монохроматических источников излучения в чрезвычайно востребованном терагерцовом диапазоне.

Фото: микротрон ТПУ

Похожие новости

  • 25/02/2020

    Томские ученые разработали выгодную стратегию утилизации отходов

    ​Ученые Томского политехнического университета разработали стратегию совместной утилизации промышленных и коммунальных отходов путем сжигания их в составе композиционного топлива, сообщают РИА Новости.
    551
  • 07/02/2020

    Ученые ТПУ изучат, как условия космоса влияют на новый модуль МКС

    ​Проект «Исследование воздействия динамических нагрузок на корпусные элементы модуля российского сегмента Международной космической станции с использованием многоуровневого динамического моделирования» вошел в Долгосрочную программу экспериментов на МКС.
    553
  • 07/12/2020

    Единственное в России производство радиофармпрепарата с таллием-199 запущено на циклотроне ТПУ

    ​На циклотроне Томского политехнического университета запущено производство радиофармпрепарата «Таллия хлорид, 199Tl» на основе радиоактивного изотопа таллия-199. На сегодняшний день оно единственное в России.
    778
  • 07/11/2019

    Более 30 студентов и аспирантов ТПУ получили стипендии Президента и Правительства РФ

    ​В числе стипендиатов Президента РФ — четыре студента и семь аспирантов Томского политехнического университета. Стипендию Правительства России будут получать 13 студентов и семь аспирантов. В течение учебного года, помимо основной, они ежемесячно будут получать дополнительную стипендию.
    1314
  • 24/12/2020

    Алексей Гоголев: «Мы сумели выполнить все обязательства и не снизить планку»

    И.о. руководителя Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ рассказал о достижениях коллектива школы в 2020 году, планах и задачах на следующий год.  2020 год в силу понятных причин стал для нас крайне непростым, но мы достойно выдержали удар, сумев выполнить все обязательства по грантам, программам, не допустить снижения основных индикаторов исследовательской деятельности.
    878
  • 19/02/2021

    Данные учёных ТГУ помогут в обследовании пациентов с инсультом

    Учёные лаборатории нейробиологии ТГУ в ходе серии экспериментов, проведённых с использованием модели ишемического инсульта у крыс, получили новые данные о процессах, которые происходят в очаге поражения головного мозга.
    290
  • 31/05/2016

    До конца 2018 года ТПУ завершит создание Научного парка

    ​Первая очередь Научного парка, открытая к 120-летнему юбилею Национального исследовательского Томского политехнического университета (ТПУ) стала, вероятно, самым весомым и ценным подарком вуза университетской элите, студентам, аспирантам и всем тем, кто не мыслит себя сегодня вне науки.
    2534
  • 11/03/2021

    Эксперты предлагают новые разработки для развития фотоники

     Более 30 проектов по развитию фотоники предложили к реализации участники стратегической сессии в Пермском государственном национальном исследовательском университете (ПГНИУ). Завершилось проведение стратегической сессии «Стратегическое развитие консорциума и Центра компетенций Национальной технологической инициативы (НТИ) по направлению сквозной технологии Фотоника на 2021-2024 годы», организованной Центром компетенций по сквозной технологии НТИ «Фотоника» ПГНИУ совместно с Пермской научно-производственной приборостроительной компанией.
    257
  • 17/03/2021

    «Начинку» датчиков для беспилотников и высокочувствительный прибор для измерения разности напряжений разработали в ТПУ аспиранты из Вьетнама

    Электронные компоненты датчиков для автономной навигации беспилотников и высокочувствительный прибор для измерения разности напряжений разработали в Томском политехническом университете молодые ученые из Вьетнама Ло Ван Хао и Буй Дык Бьен.
    341
  • 28/12/2020

    Александр Матвеев: «Нашему коллективу по плечу достижение амбициозных целей»

    ​​Александр Матвеев, руководитель Инженерной школы энергетики, рассказал, каким был для коллектива 2020 год, а также о задачах и планах на будущее. ​   В 2020 году глобальной задачей для нашей школы и всего университета стало обеспечение учебного процесса в невероятно сложных условиях пандемии без потери качества образования.
    526