Сверхизлучающие сгустки электронов породили излучение Вавилова — Черенкова

Российские исследователи впервые провели эксперимент на электронном пучке микротрона по исследованию режима сверхизлучения, который реализуется при генерации излучения последовательностью электронных сгустков. Результаты подтвердили, что около восьми тысяч электронных сгустков в режиме сверхизлучения формируют монохроматическое черенковское излучение. Статья опубликована в журнале Scientific Reports.

Ученые Томского политехнического университета совместно со специалистами компании Keysight провели эксперимент на электронном пучке микротрона по исследованию режима сверхизлучения, который реализуется при генерации излучения последовательностью электронных сгустков. Эксперимент на электронных пучках с подобным оборудованием был проведен впервые и имеет фундаментальный характер. Результаты могут быть использованы при дальнейшей разработке новых источников излучения в терагерцовом диапазоне.

Cверхизлучение — это сложение полей от последовательности излучающих зарядов. При их периодической последовательности излучение для определенных длин волн будет складываться в фазе, в результате чего получится узкая спектральная линия. В настоящий момент разным областям индустрии, медицины, науки требуются источники с узкой спектральной линией (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 порождается пучком электронов, который состоит из периодического набора сгустков, испускаемых с определенным интервалом.

Авторы попытались доказать, можно ли с увеличением числа сгустков сохраняется их периодичность, выполняется условие синфазности, и происходит когерентное сложение излучения от каждого сгустка. Ученые провели измерения на микротроне в гигагерцовом диапазоне с помощью специальной прецизионной спектрометрической аппаратуры. Измерения показали, что ширина спектральной линии излучения составила меньше 0,01%. Исходя из этого результата, ученые определили, что число когерентно излучаемых источников примерно равно восьми тысячам.

«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 соавтор работы Александр Потылицын.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.

Пресс-релизы о научных исследованиях, информацию о последних вышедших научных статьях и анонсы конференций, а также данные о выигранных грантах и премиях присылайте на адрес science@indicator.ru.