Линзирование рентгеновского излучение

Изучающим физику не раз приходилось слышать о том, что ее законы применимы к объектам самого разного масштаба и к расстояниям, варьирующимся в самом широком диапазоне, от поперечника Вселенной до, например, поперечника протона и еще более коротких расстояний. 
Явления и эффекты в рамках рентгеновской оптики наблюдаются в широчайшем диапазоне расстояний. В экспериментах на основе лабораторных источников рентгеновского излучения и синхротронов можно говорить о фокусных расстояниях масштаба десятков сантиметров и единиц метров, объектах с поперечником в микроны, размерах пятна в фокусе в десятки нанометров. В практически значимые манипуляции с рентгеновским излучением при помощи линз физики не верили много десятилетий, но все же прогресс в этой области позволил родиться такому направлению, как рефракционная рентгеновская оптика, то есть по сути стало возможно линзирование рентгеновского излучения. На рисунке ниже показано изображение, полученное при помощи бериллиевой линзы при смещении детектора из фокуса линзы.
 
В современной астрофизике, в физике космоса хорошо известен эффект гравитационного линзирования. Он был предсказан очень давно, Альберт Эйнштейн в рамках ОТО оценил его количественно, а физики-экспериментаторы смогли обнаружить данный эффект. Масса способна искривлять траектории фотонов любой энергии, поэтому гравитационное линзирование наблюдается и для видимого диапазона света, и для рентгеновской части электромагнитного спектра при помощи рентгеновских телескопов. Линзой может являться любой массивный объект во Вселенной – черная дыра, скопление галактик, отдельная галактика, звезда. Интересно отметить, что при обсуждении гравитационного линзирования ученые используют ту же самую терминологию, что и физики, работающие с рефракционной рентгеновской оптикой на синхротронах и в рентгеновских лабораториях исследовательских институтов и университетов: длина волны излучения, коэффициент преломления, яркость, фокусное расстояние, объект и его образ, аберрации. Физика едина. Ниже показан вид на удаленный квазар через гравитационную линзу.
 
От линзируемого объекта до Земли свет прошел за примерно 11 миллиардов лет! Это и есть характерное расстояние для данного типа рентгеновских линз. Что же касается размеров линзы и изображенного объекта, мы не будем их указывать здесь, но поверьте, что это поистине астрономические величины. Достаточно сказать, что излучение квазаров (вспомним E=mc2) за год может быть эквивалентно по энергии 1000 масс Солнца.
By | 2017-06-29T10:19:26+00:00 November 25th, 2016|Наука|0 Comments