Laser atómico de caparazón interior a una longitud de onda de 1,5 angström bombeado por un láser de rayos X de...

Área de la Ciencia:

• Física atómica
• Ciencias de los rayos X
• Tecnología láser

Sus antecedentes:

• El desarrollo de láseres de longitud de onda corta, especialmente de rayos X coherentes, es crucial para la obtención de imágenes de alta resolución y las mediciones temporales.
• Los avances recientes en los láseres de electrones libres (FEL) han permitido la generación de rayos X duros en el régimen de ångström, impactando la espectroscopia de rayos X ultrarrápida y la óptica cuántica.
• Los láseres atómicos anteriores, como el basado en neón a 14 nm, utilizaban FEL de rayos X blandos.

Objetivo del estudio:

• Para reportar el logro de un láser atómico de rayos X duro.
• Para demostrar el funcionamiento del láser a una longitud de onda Ångström utilizando un objetivo de cobre.
• Para explorar el potencial de las FEL para bombear láseres atómicos de la cáscara interna.

Principales métodos:

• Utilizó un blanco de cobre para la generación de láser.
• Pulsos de rayos X de electrones libres (XFEL) empleados con intensidades alrededor de 10^19 W/cm^2.
• Ajuste los pulsos XFEL al borde de absorción K de cobre para lograr la inversión de la población.
• Funcionó la fuente XFEL en un modo de dos colores para bombeo y siembra.

Principales resultados:

• Generó con éxito un láser atómico de rayos X duro que funcionaba a una longitud de onda de 1,5 ångström.
• Se logró una inversión de población suficiente en las líneas Kα de cobre a través de la emisión espontánea amplificada.
• Demostró la viabilidad del uso de XFELs intensos para el bombeo láser atómico en el interior de la cáscara.

Conclusiones:

• Este trabajo establece una nueva capacidad para generar láseres atómicos de rayos X duros.
• El láser de 1,5 ångström abre nuevas vías para aplicaciones avanzadas de rayos X.
• El esquema de bombeo XFEL de dos colores proporciona un método robusto para el futuro desarrollo del láser de caparazón interior.