6 апреля БФУ им. И. Канта, как и все российские вузы, вернулся к дистанционному обучению, в том числе и во МНИЦ «Когерентная рентгеновская оптика для установок «Мегасайенс» продолжились еженедельные научные семинары с той лишь разницей, что теперь они проходят дистанционно и дважды в неделю.
6 апреля состоялся научный семинар на тему «Высокоразрешающая рентгеновская микроскопия для изучения материалов в условиях высокого давления», на котором Александр Баранников лаборант-исследователь и аспирант МНИЦ, рассказал о предложенной и реализованной новой схеме наблюдения процесса плавления платины в условиях высокого давления в режиме онлайн.
“Ячейки с алмазными наковальнями являются рекордсменами по созданию статического давления за счёт крайне малых размеров образца и площади, где создается нагрузка. В связи с этим возникают проблемы с контролем положения образца, что крайне важно для таких исследовательских инструментов, где нужно фокусировать излучение на той или иной области образца. Применение рентгеновской микроскопии позволило не только пронаблюдать, как менялось положение образца под давлением 22 ГПа в процессе нагрева, но и изменения его формы, возникающие в результате плавления при температуре порядка 2600 К. Данный процесс был заснят с пространственным разрешением порядка 200 нм в режиме онлайн, что дало возможность точно определить момент плавления платины”.
Практическое применение полученного результата направлено на открытие новых свойств уже известных материалов, а также на моделирование условий, в которых пребывает то или иное вещество в недрах планет и прочих небесных тел.
 |
| Схема высокоразрешающей рентгеновской микроскопии (сверху). Процесс плавления платины в зависимости от времени, прошедшего с начала нагрева (снизу) |
Полученные результаты опубликованы.
[T. Fedotenko,L. Dubrovinsky, G. Aprilis, E. Koemets, A. Snigirev, I. Snigireva, A. Barannikov, P. Ershov, F. Cova, M. Hanfland, Natalia Dubrovinskai «Laser heating setup for diamond anvil cells for in situ synchrotron and in house high and ultra-high pressure studies» October 2019, Review of Scientific Instruments 90(10):104501, DOI: 10.1063/1.5117786]
10 апреля состоялся научный семинар на тему «Изучение рентгеновских спектральных глитчей в монокристаллических алмазных преломляющих линзах», на котором Натали Климова, м.н.с. и аспирант МНИЦ представила результаты наблюдения модуляции интенсивности при определенных энергиях в спектре пропускании. Полученный эффект был вызван дифракционными потерями в монокристаллическом алмазе или «рентгеновскими глитчами».
“В частности была изучена величина негативного влияния двух-волновой дифракции на оптические свойства алмазной планарной составной преломляющей линзы (СПЛ) и особенностей падения интенсивности при определенных энергиях в спектре пропускания. В результате проведенных экспериментов на станции BM31 ESRF было установлено, что пространственное положение падающего рентгеновского пучка (относительно апертуры линзы) оказывает сильное влияние на интенсивность, а расходимость луча имеет очень ограниченное влияние на спектры пропускания. Практически это означает, что алмазные линзы могут устанавливаться в различных оптических схемах чувствительных к глитчам и, при этом, успешно применяться в различных геометриях на модернизируемых вслед за источниками синхротронного излучения экспериментальными станциями”.
Другим важным полученным результатом является разработанная теоретическая модель, (эффективность которой была доказана в соответствии с полученными результатами), которая позволяет прогнозировать положение и силу (интенсивность) глитчей, а значит, позволяет выбрать конкретные энергетические интервалы, в которых эффект глитчей оказывает минимальное влияние.
Кроме того, был разработан метод избавления от глитчей на каждой энергии при помощи небольшого отворота линзы, который рассчитывается на основе созданной программы, которая может определить ориентацию линзы исключительно из спектра глитчей и на основе аналитического подхода, который позволяет уточнить ориентацию кристалла. Таким образом, достигается стабильный и равномерный входящий пучок в спектроскопических экспериментах. Полученные взаимодополняющие друг друга экспериментальные и теоретические результаты являются полезным вкладом в разработку моделирования динамических эффектов возникающих при взаимодействии рентгеновских лучей с преломляющими линзами. Практическая значимость полученных результатов состоит в том, что изучение наличия возникающих эффектов и оценка их относительного влияния является необходимым условием для дальнейшего повышения эффективности применения рефракционной оптики на основе монокристаллического алмаза на современных синхротронных источниках. Полученные результаты опубликованы
[Q. Zhang, M. Polikarpov, N. Klimova, H. B. Larsen, R. Mathiesen, H. Emerich, G. Thorkildsen, I. Snigireva and A. Snigirev, «Investigation of «glitches» in the energy spectrum induced by single-crystal diamond compound X-ray refractive lenses», J. Synchrotron Rad. (2019). 26(1) pp. 109-118, Q. Zhang, M. Polikarpov, N. Klimova, H. B. Larsen, R. Mathiesen, Hermann Emerich, G. Thorkildsen, I. Snigireva and An. Snigirev, «Investigation of glitches induced by single-crystal diamond compound refractive lenses based on crystal orientation», AIP Conference Proceedings, Vol. 2054, 2019, 060007].
После каждого научного семинара проводятся часовые рабочие видеосовещания директора Анатолия Снигирева с сотрудниками МНИЦ.
О дальнейших семинарах читайте на сайте МНИЦ (http://xoptics.ru/seminars/)
