Ученые научились управлять частотой черенковского дифракционного излучения
Эксперимент по исследованию спектра резонансного черенковского дифракционного излучения, получаемого с помощью периодического радиатора, провели исследователи Томского политехнического университета (ТПУ), 28 января сообщает пресс-служба вуза.
Ученые впервые смогли наблюдать квазимонохроматический спектр черенковского дифракционного излучения в миллиметровом диапазоне длин волн. Проведенные исследования показали работоспособность метода и предоставляемую им возможность регулировать частоту спектральной линии (длину волны) изменением угла наклона радиатора относительно электронного пучка.
Черенковское излучение, представляющее собой свечение, вызываемое заряженной частицей, движущейся в прозрачной среде со скоростью, превышающей фазовую скорость распространения света в этой среде.
В общем случае оно имеет широкий диапазон длин волн (частоты), но для некоторых исследований был бы желателен монохроматический спектр. Для этих целей ранее использовался метод модулирования электронного пучка, при котором электронный пучок представляет собой периодическую последовательность отдельных сгустков.
Суть нового, более простого метода получения монохроматического излучения раскрыл профессор Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ Александр Потылицын:
«Если у нас имеется периодическая структура, на которую падает свет, то отраженный свет под определенным углом будет монохроматическим. Этот эффект оптической дифракционной решетки был обнаружен два века назад. Если на такую же структуру падает не свет, а релятивистский электронный пучок, то кулоновское поле пучка „отражается“ от этой решетки по законам, близким к оптическим, и превращается в монохроматическое излучение. При этом длина волны зависит от периода решетки».
Для проверки метода ученые ТПУ в содружестве со специалистами Института сильноточной электроники СО РАН выполнили моделирование предложенного процесса, которое позволило изготовить периодическую мишень, представляющую собой радиатор из набора призм.
Характеристики мишени исследовали в лаборатории Королевского колледжа Лондона. В ТПУ на пучке электронов микротрона проводились измерения для различных углов наклона радиатора, которые показали, что частоту монохроматической линии можно изменять в широких пределах, регулируя угол наклона радиатора относительно электронного пучка.
В своей статье о проведенном эксперименте, опубликованной в журнале Results in Physics, исследователи пишут, что в ней они представили и проанализировали наблюдения и исследования нового механизма резонансного черенковского дифракционного излучения, которое возникает при движении релятивистских электронов с энергией 6 МэВ вдоль тефлоновой мишени периодической формы.
Результаты фундаментальной работы ученых могут быть использованы при последующих разработках новых генераторов мощного монохроматического излучения в терагерцовом диапазоне с использованием пучков наносекундных ускорителей высокой мощности.
