ОЭФВЭ

ОТДЕЛ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ФИЗИКИ ВЫСОКИХ ЭНЕРГИЙ НИИЯФ МГУ

  • Increase font size
  • Default font size
  • Decrease font size
Home RCE-XFEL

Проект “Free electron laser and related physics”

E-mail Печать

Многолетнее научное сотрудничество НИИЯФ МГУ и научного центра DESY в экспериментальной и теоретической физике высоких энергий, в области развития детекторных технологий, совместно с проводимыми в НИИЯФ МГУ исследованиями взаимодействия рентгеновского излучения являются основой для расширения дальнейших совместных работ в области физики фотонов.

Силами НИИЯФ МГУ (ОЭФВЭ) в рамках Договора о сотрудничестве между НИИЯФ МГУ и DESY проводится разработка совместной программы экспериментальных и теоретических исследований многофотонных процессов в keV-ном диапазоне на установке XFEL методами поляризационного контроля, а также разработок программного обеспечения для систем волноводных элементов рентгеновского лазера на свободных электронах ( проект WATF для XFEL). Огромный опыт и технический потенциал группы НИИЯФ МГУ востребован сегодня и для решения инженерных задач, связанных с созданием лазера на свободных электронах. Одним из приоритетных направлений является разработка и внедрение программного обеспечения для системы контроля параметров и ведения баз данных систем волноводных элементов рентгеновкого лазера на свободных электронах ( проект WATF).

Проводимые теоретической группой ОЭФВЭ под руководством проф.В.В.Балашова фундаментальные исследования по теории рентгеновского излучения в keV-ном диапазона, генерируемого пучками релятивистских ионов при прохождении сквозь кристаллы , дают основу для разработки особых методов контроля разного рода атомных процессов, включая мультифотонные, в условиях European XFEL с помощью соответствующих поляризационных и корреляционных измерений.

Многозарядный ион энергии в сотни MeV/u, проходящий через кристалл, воспринимает его пространственно периодическую структуру через гармоники сильного (с плотностью потока энергии до 1016 W/cm2) электрического поля кристалла в системе координат самого иона. Его резонансное когерентное возбуждение в этом поле (RCE, “эффект Окорокова”) генерирует характеристическое рентгеновское излучение в нано-диапазоне с уникальными возможностями перестройки его частоты и контроля свойств поляризации в ходе эксперимента. В исследуемых в настоящее время RCE-процессах достигнутые параметры осциллирующего электромагнитного поля, действующего на ион, перекрывают намеченное на ближайшие годы для фотонов от сооружаемых лазеров на свободных электронах. Среди них – лазер коллаборации EuropeanXFEL в DESY, который будет введен в строй в 2014 году. В этих условиях многолетнее сотрудничество ОЭФВЭ и DESY прибрело новое, смежное с физикой высоких энергий направление из области “photon science”. В ходе его разработки теоретической группой отдела (В.В.Балашов с сотр.) предложена и обоснована программа совместных с DESY исследований на базе использования эффекта Окорокова как модели будущих поляризационных и корреляционных измерений с рентгеновскими лазерами на свободных электронах в keV-диапазоне.

Среди тем этой программы:

  • образование hollow-атомов и атомных ионов через двукратное (two-color) возбуждение их автоионизационных состояний с соответствующим контролем их свойств через их характеристическое рентгеновское излучение и Оже-электроны (актуальная тема исследований для нужд астрофизики и физики космоса);
  • корреляционный эффект Отлера-Таунса в keV-диапазоне;
  • механизмы релаксации возбуждений в некогерентных процессах взаимодействия поляризованных ионов с их окружением, в том числе в ионных ловушках и плазме;
  • эффекты дифракции жесткого рентгеновского излучения, генерируемого внутри кристалла, на кристаллической решетке самой мишени.


Отдельный пункт программы – ее образовательная часть, включающая разработанный группой курс теоретического практикума “RCE-XFEL” для подготовки молодых специалистов по плану сотрудничества НИИЯФ-DESY в новом направлении.