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Miércoles, 1 enero 2014
Ingeniería

Emiten por vez primera pulsos láser de rayos X ultrabrillantes de dos frecuencias

Un equipo de científicos en las instalaciones del láser de electrones libres de rayos X SACLA, dependiente del Instituto RIKEN en Japón, ha logrado generar por vez primera pulsos láser de rayos X de dos frecuencias (o "colores") y muy alto brillo, en la banda de energía propia de los rayos X de alto poder de penetración. Estos pulsos de luz con diferentes longitudes de onda, cuyo tiempo de separación se puede ajustar con una precisión del orden del attosegundo (una trillonésima de segundo), son muy útiles para investigar la estructura de la materia y la dinámica de reacciones químicas y procesos físicos ultrarrápidos.

El SACLA es uno de los dos únicos centros en el mundo que disponen de un láser de electrones libres de rayos X utilizable como fuente de luz para investigar la materia. Las instalaciones de esta clase tienen diversas aplicaciones en biología, química, física y ciencia de los materiales. Los láseres de electrones libres de rayos X tienen la capacidad generar radiación diez mil millones de veces más brillante y con pulsos mil veces más cortos que lo conseguible mediante las fuentes existentes de radiación sincrotrón de rayos X. Hasta ahora, lo normal era que los láseres de electrones libres de rayos X emitieran un pulso de radiación de una sola longitud de onda, como los láseres convencionales de luz visible.

El equipo japonés dirigido por Toru Hara del RIKEN ha logrado crear pulsos dobles de rayos X con longitudes de onda ajustables que pueden tener una separación relativa de más del 30 por ciento. Los pulsos láser, que duran menos de 10 femtosegundos (milbillonésimas de segundo) y tienen potencias máximas de varios gigavatios, se pueden generar con intervalos de tiempo ajustados con una precisión del orden del attosegundo.

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Esto permitirá a los científicos dilucidar transiciones ultrarrápidas inducidas por rayos X en estructuras y estados electrónicos, lo que contribuirá de manera significativa al avance de la astrofísica, la física del plasma, la química ultrarrápida, y la óptica cuántica de rayos X.

En el trabajo de investigación y desarrollo también han participado Yuichi Inubushi, Tetsuo Katayama, Takahiro Sato, Hitoshi Tanaka, Takashi Tanaka, Tadashi Togashi, Kazuaki Togawa, Kensuke Tono, Makina Yabashi y Tetsuya Ishikawa.

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