Los científicos del Instituto Max Born MBI han desarrollado la primera lente refractiva que enfoca los rayos ultravioleta extremos. En lugar de usar una lente de vidrio, que no es transparente en la región ultravioleta extrema, los investigadores han demostrado una lente que esformado por un chorro de átomos. Los resultados, que brindan nuevas oportunidades para la obtención de imágenes de muestras biológicas en los plazos más cortos, se publicaron en Naturaleza .
El tronco de un árbol parcialmente sumergido en el agua parece estar doblado. Desde hace cientos de años, las personas saben que esto es causado por la refracción, es decir, la luz cambia de dirección cuando viaja de un medio agua a otro aire en ángulo.La refracción es también el principio físico subyacente detrás de las lentes que juegan un papel indispensable en la vida cotidiana: son parte del ojo humano, se usan como anteojos, lentes de contacto, como objetivos de la cámara y para controlar los rayos láser.
Tras el descubrimiento de nuevas regiones del espectro electromagnético, como la radiación ultravioleta UV y de rayos X, se desarrollaron lentes refractivas que están específicamente adaptadas a estas regiones espectrales. La radiación electromagnética en la región ultravioleta extrema XUV es,sin embargo, algo especial. Ocupa el rango de longitud de onda entre los dominios de rayos UV y rayos X, pero a diferencia de los dos últimos tipos de radiación, solo puede viajar al vacío o gases fuertemente enrarecidos. Hoy en día los rayos XUV también se usan ampliamente en la litografía de semiconductorescomo en la investigación fundamental para comprender y controlar la estructura y la dinámica de la materia. Permiten la generación de los pulsos de luz más cortos hechos por el hombre con duraciones de attosegundos un attosegundo es una billonésima parte de una billonésima de segundo. Sin embargo, a pesar de la grancantidad de fuentes y aplicaciones de XUV, hasta ahora no han existido lentes XUV. La razón es que la radiación XUV es fuertemente absorbida por cualquier material sólido o líquido y simplemente cno pasar a través de lentes convencionales.
Para enfocar los rayos XUV, un equipo de investigadores de MBI ha adoptado un enfoque diferente: reemplazaron una lente de vidrio con la formada por un chorro de átomos de un gas noble, helio. Esta lente se beneficia de la alta transmisión de helio enEl rango espectral de XUV y al mismo tiempo puede controlarse con precisión cambiando la densidad del gas en el chorro. Esto es importante para ajustar la distancia focal y minimizar los tamaños de punto de los rayos XUV enfocados.
En comparación con los espejos curvos que a menudo se usan para enfocar la radiación XUV, estas lentes refractivas gaseosas tienen una serie de ventajas: se genera constantemente una 'nueva' lente a través del flujo de átomos en el chorro, lo que significa que se evitan problemas con dañosAdemás, una lente de gas prácticamente no produce pérdida de radiación XUV en comparación con un espejo típico. "Esta es una mejora importante, porque la generación de haces de XUV es compleja y a menudo muy costosa", dijo el Dr. Bernd Schuette, científico de MBI y correspondiente.autor de la publicación, explica.
En el trabajo, los investigadores han demostrado además que un chorro atómico puede actuar como un prisma que rompe la radiación XUV en sus componentes espectrales constituyentes. Esto se puede comparar con la observación de un arco iris, como resultado de la ruptura de la luz del Sol en su interior.colores espectrales por gotas de agua, excepto que los 'colores' de la luz XUV no son visibles para un ojo humano.
El desarrollo de las lentes y prismas de fase gaseosa en la región XUV hace posible transferir técnicas ópticas que se basan en la refracción y que se usan ampliamente en la parte visible e infrarroja del espectro electromagnético, al dominio XUV. Gaslas lentes podrían, por ejemplo, explotarse para desarrollar un microscopio XUV o enfocar los rayos XUV a tamaños de punto nanométrico, lo que puede aplicarse en el futuro, por ejemplo, para observar cambios estructurales de biomoléculas en las escalas de tiempo más cortas.
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Materiales proporcionado por Forschungsverbund Berlin . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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