Специалисты Института ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) разработали новый генератор электромагнитного излучения – широкоапертурный ондулятор переменного периода – для Новосибирского лазера на свободных электронах (ЛСЭ). Устройство позволит расширить исследовательские возможности источника терагерцового излучения: увеличит доступный диапазон длин волн и мощность излучения. На данный момент основные характеристики ондулятора рассчитаны при помощи компьютерного моделирования, установка спроектирована и частично изготовлена в экспериментальном производстве ИЯФ СО РАН – ориентировочно модернизация завершится в 2022 г. Результаты опубликованы в журнале Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A.

Новосибирский ЛСЭ является одной из основных пользовательских установок ЦКП «Сибирский центр синхротронного и терагерцового излучения» (ЦКП «СЦСТИ») ИЯФ СО РАН. Работы с терагерцовым излучением выполняют около 20 групп из 12 научных организаций Новосибирска, Москвы и Самары. Большая часть постоянных пользователей работает в институтах (Институт химической кинетики и горения СО РАН, Институт цитологии и генетики СО РАН, Международный томографический центр СО РАН и др.) новосибирского Академгородка, находящихся совсем близко от здания ЛСЭ, что повышает эффективность сотрудничества.

Средняя мощность излучения лазера – рекордная в мире. По спектральной мощности излучения Новосибирский ЛСЭ на несколько порядков превосходит другие существующие в мире источники. Данные параметры позволяют проводить уникальные эксперименты с использованием терагерцового излучения в области физики, химии, биологии, материаловедения и медицины. Разработка нового ондулятора (магнитной системы для получения электромагнитного излучения) – расширит диапазон длин волн ЛСЭ до 400 микрон и увеличит мощность излучения.

 IMG 6591

Заведующий лабораторией ИЯФ СО РАН, профессор НГУ, член-корреспондент РАН Николай Винокуров и Лазер на свободных электронах. Автор фото - Вера Сальницкая.

«Новосибирский ЛСЭ работает уже 16 лет и, несмотря на то, что по некоторым параметрам он достиг рекордных показателей, мы все равно постоянно модернизируем установку, – рассказывает заведующий лабораторией ИЯФ СО РАН, профессор НГУ, член-корреспондент РАН Николай Винокуров. – Одна из последних наших разработок – широкоапертуный ондулятор с переменным периодом. Он предназначен для того, чтобы расширить доступный для пользователей диапазон длин волн нашего ЛСЭ. Сейчас исследователям доступны длины волн от 6 до 240 микрон, но мы хотим дойти до 400 микрон. В этом диапазоне излучение лучше проходит через атмосферу и различные предметы. Мы планируем завершить производство и установку ондулятора в 2022 г.».

ЛСЭ – это исследовательский инструмент и все его приложения носят научный характер. Например, при помощи терагерцового излучения специалисты изучают возможность манипулировать намагниченностью мономолекулярных магнитов, исследуют влияние терагерцового излучения на живые организмы, проводятся экспериментальные работы по поглощению терагерцевого излучения в парах воды. Но, по словам ученого, если терагерцовое излучение будет способно проникать через различные предметы, а также через тело человека, то в будущем станет возможным использовать его для обработки материалов или даже для некоторых видов терапии, например, подобной ультравысокочастотной (УВЧ).

«Мы совершенствуем установку, чтобы расширить ее экспериментальные возможности, – добавляет Николай Винокуров. – Особенность нового устройства в широкой апертуре (внутренний диаметр ондулятора составляет 140 мм, а минимальный период – 100 мм), и в форме магнитных блоков, которые охватывают вакуумную камеру и похожи на половинки от бублика. Благодаря такой конструкции ондулятора мы не только улучшим параметры Новосибирского ЛСЭ, но и сможем делать ондуляторы с малым (менее 1 см) периодом. Такие ондуляторы можно будет использовать в будущих источниках рентгеновского излучения на накопителях. Сейчас мы разрабатываем проект ЛСЭ в диапазоне вакуумного ультрафиолета, где тоже используется широкоапертурный ондулятор с переменным периодом.


По словам Николая Винокурова, коллектив ЦКП «СЦСТИ» работает в тесном сотрудничестве с Новосибирским государственным университетом и Новосибирским государственным техническим университетом. «Одна из наших постоянных задач – привлечение научных сотрудников и инженеров. Единственный способ ее решения – обучение студентов и, в частности, прохождение ими практики и подготовка квалификационных работ в ИЯФ СО РАН. Через несколько лет мы получаем полезных сотрудников с достаточной для начала работы квалификацией», – добавил Николай Винокуров.

Источники

Новый генератор расширил возможности рекордно мощного новосибирского лазера
ТАСС, 06/11/2019
Разработан ондулятор новой конструкции для Новосибирского лазера на свободных электронах
GlobalScience.ru, 06/11/2019
Ученые увеличивают мощность Новосибирского лазера на свободных электронах
Новосибирские новости (nscn.ru), 06/11/2019
Модернизация лазера
Сиб.фм (sib.fm), 06/11/2019
Сибирские ученые усилят самый мощный лазер в мире
Sibnet.ru, 06/11/2019
Разработан ондулятор новой конструкции для Новосибирского лазера на свободных электронах
ИЯФ СО РАН (inp.nsk.su), 06/11/2019
Разработан ондулятор новой конструкции для ЛСЭ
Наука в Сибири (sbras.info), 06/11/2019
Специалисты разработали устройство для увеличения мощности Новосибирского лазера
Поиск (poisknews.ru), 06/11/2019
Разработан ондулятор новой конструкции для Новосибирского лазера на свободных электронах
Сибирское отделение Российской академии наук (sbras.ru), 07/11/2019
В ИЯФ разработан новый генератор электромагнитного излучения
Академия новостей (academ.info), 07/11/2019
В ИЯФ разработан новый генератор электромагнитного излучения
123ru.net, 07/11/2019
Прибор для Новосибирского лазера на свободных электронах
Академгородок (academcity.org), 07/11/2019

Похожие новости

  • 03/09/2018

    На пути к бор-нейтронозахватной терапии

    В проект «Академгородок 2.0» вошли сразу две заявки, касающиеся бор-нейтронозахватной терапии — эффективного метода борьбы с неизлечимыми онкологическими заболеваниями. О мерах, которые предпринимаются для того, чтобы проект поскорее воплотился в жизнь, и о том, какие на этом пути есть препятствия, говорили на круглом столе на VI Международном форуме технологического развития и выставке «Технопром».
    1406
  • 14/12/2018

    Что разрабатывают в новосибирском Академгородке?

    ​В Новосибирске проведены испытания искусственного сердца на основе дискового насоса. И это лишь одна из новостей, которые ежедневно приходят из институтов Сибирского отделения РАН.
    1085
  • 28/02/2019

    В ЦЕРН обнаружили новую частицу, которая уточнит кварковую модель

    ​Коллаборация LHCb (CERN, Европейская организация по ядерным исследованиям), в которую входят Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) и Новосибирский государственный университет (НГУ), объявила об открытии нового состояния c-кварка и анти c-кварка – частицы ψ3(1D).
    821
  • 06/04/2018

    Павел Логачев: «Как правило, мы специализируемся на том, что никто никогда не делал»

    ​Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) можно считать не только крупнейшим академическим институтом страны и одним из ведущих мировых центров в области физики высоких энергий, но и одним из самых коммерчески эффективных институтов СО РАН.
    981
  • 22/09/2016

    В Новосибирске планируют создать клинику для лечения методом БНЗТ

    ​Новосибирский государственный университет в сотрудничестве с российскими и зарубежными научными организациями работает над реализацией масштабного проекта по созданию клиники для лечения глиобластомы мозга и других онкологических заболеваний с помощью метода бор-нейтронозахватной терапии и ускорительного источника нейтронов Института ядерной физики им Г.
    3413
  • 31/05/2016

    Новосибирские ученые исследуют кровеносную систему

    ​Кровеносная система лежит в основе функционирования головного мозга, и в области её работы ещё много «белых» пятен. Сибирские учёные в сотрудничестве с медиками решили устранить некоторые из них.  Исследование имеет и прикладной выход: уже создана уникальная система мониторинга нейрохирургических операций, метод повышения качества магнитно-резонансной томографии, а также инструментарий для персонализированного моделирования протекания некоторых болезней.
    2842
  • 15/07/2019

    В ЦЕРН обнаружили новую частицу

    ​Коллаборация LHCb (CERN, Европейская организация по ядерным исследованиям), в которую входят Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) и Новосибирский государственный университет (НГУ), объявила об открытии двух новых возбужденных состояний прелестного бариона, которые, возможно, являются новой частицей Λb (1D) (лямбда-б барион (1D)) или Σb (сигма-б барион).
    364
  • 11/11/2015

    Новосибирские ученые сделают ловушку с секретом для темной материи

    ​Новосибирские физики нашли способ усовершенствовать детектор по поиску темной материи, для этого в установку добавили азот, сообщает пресс-служба НГУ. Звезды, планеты, воздух, камни, животные, микроорганизмы - все это обычная материя, которая состоит из протонов, электронов и нейтронов.
    2290
  • 20/09/2017

    Ученые ИЯФ СО РАН разрабатывают аппарат для лечения рака

    ​Аппаратная установка новосибирских ученых, в основе которой лежит метод захвата борнейтронной терапии, должна претерпеть еще множество испытаний и доработок, чтобы полноценно лечить людей, однако первые успехи у его создателей уже есть.
    1505
  • 07/03/2016

    В ИЯФ СО РАН разработали ключевые компоненты нового коллайдера

    ​ ​В Институте ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН созданы вакуумные камеры, корректирующие магниты, электроника регистрации и программное обеспечение для установки SuperKEKB, которая монтируется в японской Лаборатории физики высоких энергий (КЕК) в Цукубе.
    2733