Energetika Nazirliyinin SLAC Milli Akselerator Laboratoriyasının alimləri İtaliyadakı FERMI sərbəst elektron lazer (FEL) qurğusundan istifadə edərək, Poincaré şüası adlanan qeyri-adi bir işıq şüası yaradıblar. Bu, sərbəst elektron lazerlə belə bir şüanın ilk dəfə əldə olunmasıdır. Təcrübənin nəticələri "Nature Photonics" jurnalında dərc edilib.

SLAC alimi və layihədə iştirak edən Erik Hemsing bu irəliləyişi "əhəmiyyətli bir addım" kimi təsvir edib: "Poincaré şüaları materialları yeni üsullarla araşdırmağa imkan verir, bir impulsla mürəkkəb davranışları tutmaq mümkündür. Bu texnologiyanın gələcəkdə nələrə imkan verəcəyini düşünmək həyəcanvericidir."

Poincaré şüaları bir impuls daxilində bir neçə işıq polarizasiyasını (işığın dalğalarının müxtəlif titrəyiş istiqamətləri) birləşdirir və kompleks nümunələr yaradır. Bu, materialların bir neçə skan əvəzinə bir ani işıqla araşdırılmasına imkan verir, vaxt qənaəti təmin edir və materiallardakı sürətli dəyişiklikləri anında tutmağa kömək edir.

Alimlər bu şüaları yaratmaq üçün "undulator" adlanan xüsusi maqnitlərdən istifadə ediblər. Bu maqnitlər elektronları titrədərək işıq yaradır. İki ayrı işıq şüası yaradıldıqdan sonra onların dalğa nümunələri və polarizasiyaları birləşdirilərək, səthi boyunca müxtəlif polarizasiya nümunələrinə malik vahid bir şüa yaradılıb. Daha sonra, iki işıq impulsu arasındakı vaxt tənzimlənərək şüanın polarizasiya nümunələri burulğan formalı bir şəkil alıb. Bu burulğanı araşdıraraq, şüanın səthindəki müxtəlif polarizasiya istiqamətlərini xəritələndirmək mümkün olub.

Bu texnologiyanın ideyası illər əvvəl SLAC alimi Ceni Morqan tərəfindən doktorluq işi zamanı irəli sürülüb və FERMI qurğusunda sınaqdan keçirilib. "Qısa dalğa uzunluqlarında kompleks polarizasiya nümunələrini manipulyasiya etmək həyəcanvericidir," Morqan bildirib. "EUV (ekstremal ultrabənövşəyi) işığı görünən işıqdan daha çətin idarə olunur, lakin bu dalğa uzunluqlarında yeni eksperiment imkanları açılır."

Eksperiment EUV diapazonunda aparılsa da, əldə edilən uğur gələcəkdə bu şüaların rentgen dalğa uzunluqlarında yaradılmasına yol açır. SLAC-ın Linac Koherent İşıq Mənbəsi (LCLS) rentgen sərbəst elektron lazerində bu texnologiyanın tətbiqi ilə atom və molekulyar davranışların daha incə detallarını araşdırmaq mümkün olacaq.

"Bu ilin sonlarında LCLS-də Delta undulator quraşdırmağı planlaşdırırıq, FERMI qurğusunda istifadə etdiyimizə bənzər bir sistem," Hemsing deyib. "Bu, rentgen şüasının polarizasiyasına daha dəqiq nəzarət etməyə imkan verəcək, texnikanı müəyyən dalğa uzunluqlarında, impuls enerjilərində və çox qısa zaman ölçülərində inkişaf etdirmək imkanı yaradacaq."

Alimlər, həmçinin foton elmi, kimya və material elmləri sahələrində bu texnologiyanın tətbiq sahələrini araşdırmaq üçün əməkdaşlıq edirlər. Məqsəd, qurğunun performansını öyrənmək və bu texnologiyanı LCLS-in yenilənmiş versiyasında standart bir imkan halına gətirməkdir.