Menjajaki struktur dalam atom, molekul, dan zat padat memerlukan tugas sinar-X. Energi dan panjang gelombang cahaya sinar-X sangat sesuai untuk mengamati sifat spin elektronik, rincian kimia, dan interaksi, di mana tidak ada jenis cahaya lain sanggup mencapainya. Untuk alasan ini, ada banyak kepentingan dalam berbagi laser sinar-X (X-ray laser). Sementara kita telah berhasil mengubah beberapa akselerator partikel menjadi laser elektron bebas X-ray (free electron X-ray laser), perangkat laser sinar-x portabel akan menciptakan pencitraan canggih jauh lebih gampang didekati. Sekarang, para peneliti telah berbagi perangkat yang berawal dari laser inframerah dan mengubahnya menjadi sinar dengan intensitas foton lebih tinggi. Perangkat gres ini tidak sama dengan laser, dimana memancarkan seluruh spektrum yang luas dari panjang gelombang. Namun, cahaya yang dihasilkan yaitu koheren, dan yang paling penting, ia meluas menjadi sinar-X tanpa memerlukan akselerator partikel.
Hal ini sebagaimana dijelaskan dalam makalah yang diterbitkan oleh majalah Science edisi Mei 2012 yang ditulis oleh Tenio Popmintchev dkk. Dalam makalah itu pulsa pendek dari laser inframerah diarahkan ke atom gas yang berada dalam tekanan tinggi. Interaksi yang kompleks antara foton inframerah dan elektron dalam atom-atom yang menghasilkan spektrum yang luas dari cahaya, mulai dari ultraviolet sampai sinar-X. Cahaya yang dipancarkan yaitu koheren, yang berarti foton merambat gotong royong secara berkorelasi, dalam bentuk pulsa sangat singkat dari cahaya dengan intensitas tinggi.
Para peneliti memakai teknik dikenal sebagai pembangkitan harmonik tingkat tinggi (High-Harmonic Generation/HHG). Kondisi ini serupa dengan cicitan nyaring dari dawai dalam sebuah alat musik yang terkadang menyertai nada yang lebih rendah. Perbedaannya yaitu bahwa sementara alat musik sanggup menghasilkan lusinan nada harmonik, HHG oleh tekanan gas sanggup menciptakan ribuan harmonik, dan “nada” yaitu frekuensi cahaya. Bahkan, frekuensi begitu banyak dibentuk dalam percobaan ini bahwa mereka muncul menjadi kontinum bukan “nada” individual yang tajam. Dalam hal ini penulis menyebutnya sebagai sebuah supercontinuum.
HHG yaitu reaksi umum dari atom ketika terkena sinar laser ultracepat (ultrafast laser). Sementara cahaya inframerah tidak cukup energik untuk mengionisasi atom, medan listrik yang terkait dengan pulsa pendek cahaya memicu elektron bolak-balik. Saat elektron tenang, foton gres dipancarkan. Selain itu, elektron berinteraksi eksklusif dengan aspek gelombang dari cahaya, sesuatu yang dikenal sebagai gerak bergetar (quiver motion).
Untuk menciptakan sinar-X cahaya dengan memanfaatkan HHG, para peneliti memakai pulsa dalam satuan femtosecond (10 pangkat minus 15 detik) dari laser inframerah, diarahkan ke sebuah wadah gas (helium, neon, argon, atau nitrogen). Wadah sendiri yaitu Waveguide, ruang dengan bentuk, dimensi, dan sifat listrik yang membentuk sikap dari gelombang cahaya. Geometri Waveguide dan tekanan tinggi dalam gas gotong royong menjadikan HHG itu. Dalam hal ini, para peneliti menemukan tekanan yang optimal helium sekitar 35 atm; di atas itu, interaksi atom-atom interaksi memutus koherensi dari cahaya sinar-X yang dipancarkan.
Dalam makalah di majalah Science ini, para penulis mengatakan bahwa cahaya sinar-X yang dihasilkan ini bahwasanya koheren. Mereka juga sekaligus menyoroti bagaimana temuan fisika skala waktu pendek ini sanggup diwujudkan dalam praktik. Mereka juga membahas kesulitan membandingkan hasil eksperimen mereka untuk beberapa aspek dari model teoritis untuk sikap semacam ini. mereka juga berharap perangkat keras mereka bekerja akan meningkatkan model yang ada, alasannya yaitu ini yaitu langkah kunci untuk membangun laser sinar-x yang bahkan lebih energik.
sumber: arstechnica.com
Sumber http://fisika-indonesia.blogspot.com
EmoticonEmoticon