لیزر با گسیل القایی پرتو ایکس (X-Ray Free Electron Laser)، در فیزیک (Physics)
انواع لیزرها (Laser) را در آموزش زیر شرح دادیم :
لیزر با گسیل القایی پرتو ایکس (X-Ray Free Electron Laser) :
X-Ray Free Electron Laser (XFEL) قبلا در شماره ۱۴۶ به طور کامل توضیح داده شد. در اینجا خلاصه ای از آن ارائه می شود. XFEL پیشرفته ترین نوع لیزر الکترون آزاد است که در محدوده پرتو ایکس سخت (حدود ۰٫۱ تا ۱۰ نانومتر) کار می کند. این لیزرها بر اساس رژیم SASE (Self-Amplified Spontaneous Emission) کار می کنند. یک شتاب دهنده خطی فوق رسانا با انرژی بسیار بالا (چند GeV تا چند ده GeV) یک باریکه الکترونی با کیفیت فوق العاده بالا تولید می کند. این باریکه از یک آندولاتور بسیار طولانی (چند صد متر) عبور می کند. برهمکنش باریکه با میدان تابش خودبه خودی، منجر به خوشه بندی (microbunching) و رشد نمایی شدت تا رسیدن به اشباع می شود. خروجی یک پرتو ایکس با توان پیک گیگاواتی تا تراواتی، پهنای پالس فمتوثانیه و طول موج قابل تنظیم است.
کاربردهای XFEL انقلابی در بسیاری از علوم ایجاد کرده است: زیست شناسی ساختاری (تعیین ساختار پروتئین ها و ویروس ها بدون نیاز به بلورهای بزرگ)، شیمی (فیلم برداری از واکنش های شیمیایی در مقیاس اتمی)، فیزیک ماده چگال (مطالعه حالت های عجیب ماده مانند پلاسمای چگال و ماده در شرایط شدید)، و علم مواد (بررسی دینامیک فازها و نقص ها).
چالش های XFEL: اندازه عظیم (طول شتاب دهنده می تواند به چند کیلومتر برسد)، هزینه ساخت و نگهداری میلیاردها دلاری، و نیاز به تیم های بزرگ علمی و فنی. با این حال، اطلاعات علمی که از آنها به دست می آید، بی نظیر است. تأسیسات XFEL فعال عبارتند از: LCLS (آمریکا)، SACLA (ژاپن)، European XFEL (آلمان)، و PAL-XFEL (کره جنوبی). با توجه به ذکر شدن قبلی، در اینجا تکرار نمی شود.
