Сотрудники МНИЦ «Когерентная рентгеновская оптика для установок «Мегасайенс» (МНИЦ РО) БФУ им. И. Канта провели исследования на обновленном источнике синхротронного излучения 4-го поколения ESRF-EBS (Гренобль, Франция). За время пандемии калининградские ученые предложили несколько исследовательских проектов, которые прошли международный конкурсный отбор и были поддержаны международными научными центрами ESRF и DESY. После продолжительного перерыва из-за эпидобстановки появилась возможность провести уникальные эксперименты на европейских источниках синхротронного излучения.
Ученые МНИЦ посетили европейскую молекулярно-биологическую лабораторию EMBL (Гамбург, Германия). Встреча проходила с целью развития международного сотрудничества, академического обмена, а также решения научных задач связанных с применением современных методов структурой биологии и визуализации слабо-поглощающих биологических объектов на новых источниках синхротронного излучения 4-го поколения. Исследователи также побывали на станции рентгеновской дифракции и визуализации P23 источника синхротронного излучения PETRA III (DESY, Гамбург, Германия). Там они познакомились с особенностями ее оснащения. В апреле здесь планируется провести два эксперимента по рентгеновской рефлекто-интерферометрии и исследованию влияния внутренней структуры нанополикристаллического алмаза на рентгенооптиеские свойства микролинз. Научная работа важна для получения передовых результатов, связанных с модернизацией и строительством новых источников синхротронного излучения в России и мире.
Мария Воеводина, лаборант-исследователь МНИЦ РО: |
Поддержка подобных «инструментальных» проектов европейскими научными центрами показывает высокую заинтересованность мирового научного сообщества в развитии когерентной рентгеновской оптики, экспериментальных подходов и методов исследования для источников синхротронного излучения нового поколения. |
Главной целью командировки являлась демонстрация нового метода формирования субмикронного сфокусированного рентгеновского пучка с использованием эллиптического капилляра и параболического аксикона. Эксперименты были выполнены на станции рентгеновской микроскопии ID06 обновленного источника синхротронного излучения 4-го поколения ESRF-EBS.
Используемый в эксперименте эллиптический капилляр позволяет собирать отраженные от его поверхности лучи в острый фокус. Однако из-за рассеивания излучения на краю капилляра может произойти значительное расширение фокуса. Кроме того, при прохождении прямого пучка через входное и выходное окно капилляра создается достаточно сильный уровень фонового излучения. Все это мешает эффективной работе оптики. Сотрудники использовали разработанный в МНИЦ РО элемент рентгеновской оптики — преломляющий параболический аксикон, который способен преобразовать сфокусированный кольцевой пучок для создания специального освещения капилляра. Благодаря этому удалось сфокусировать рентгеновский пучок в несколько сотен нанометров, т.к. были полностью исключены негативные влияние прямого пучка и краевых эффектов рассеяния на фокусирующие свойства.
Михаил Cороковиков, младший научный сотрудник МНИЦ РО: |
Благодаря сотрудничеству между ESRF и Балтийским Федеральным Университетом им. И. Канта, мне выпал уникальный шанс побывать и поработать в Европейском центре синхротронных исследований. Участвуя впервые в исследованиях, проводимых на обновленном источнике ESRF-EBS в Гренобле, меня поразили масштабы с которыми могут проводиться научные исследования. Я благодарен МНИЦ и университету за предоставленную возможность. Это уникальный опыт, который пригодится для участия в проектах уровня «Мегасайенс» и для успешной защиты кандидатской диссертации. |
Дмитрий Зверев, научный сотрудник МНИЦ РО: |
Высокий потенциал в области нанофокусировки рентгеновского излучения демонстрирует капилляраная оптика. Нашей группой было предложено использовать эллиптический капилляр в сочетании с параболическим аксиконом для исключения влияния прямого пучка на его фокусирующие свойства. Такой подход позволил нам значительно повысить эффективность оптической схемы фокусировки, а также продемонстрировать возможность проведения исследований методом рентгеновской микроскопии с субмикронным разрешением. Следует отметить, что классические рентгенооптические схемы фокусировки на основе капиллярной оптики являются наиболее компактными, что делает их уникальным и незаменимым инструментом подготовки рентгеновского пучка повсеместно используемом в современных лабораторных рентгеновских микроскопах. |
Анатолий Снигирев, директор МНИЦ РО: |
С момента своего открытия и после модернизации до четвертого поколения синхротронный источник ESRF-EBS продолжает свою новаторскую роль, предоставляя ученым беспрецедентный новый инструмент для расширения границ науки и решения жизненно важных проблем, стоящих перед нашим обществом сегодня. Модернизация источника синхротронного излучения ESRF закончилась летом 2020 года. Благодаря новой концепции накопительного кольца, которая увеличила яркость и когерентность рентгеновского излучения, ESRF-EBS открывает новые возможности для исследования вещества вплоть до атомных масштабов. |
Поездка была организована за счет средств программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030» БФУ им. И. Канта.
Личный кабинет для
Личный кабинет для cтудента
Даю согласие на обработку представленных персональных данных, с Политикой обработки персональных данных ознакомлен
Подтверждаю согласие