Capturan imágenes de objetos nanométricos usando pulsos láser de rayos X
(NC&T) En este trabajo también se estableció un récord de velocidad de 25 milbillonésimas de segundo (25 femtosegundos) en la duración del pulso de rayos X utilizado para obtener la imagen.
El experimento fue desarrollado por un equipo internacional dirigido por el profesor Janos Hajdu, del Centro del Acelerador Lineal de Stanford (SLAC), quien también está adscrito a la Universidad de Uppsala, en Suecia, y Henry Chapman, del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL).
Este resultado es una notable validación del concepto de obtención de imágenes usando sólo los pulsos de un láser de electrones libres, y es una primera muestra de los descubrimientos trascendentales que se esperan de la Fuente de Luz Coherente del Acelerador Lineal (LCLS por sus siglas en inglés), cuando se ponga en operación en el 2009.
Los láseres de electrones libres son de una nueva clase y se caracterizan, entre otras cosas, por poder crear pulsos sumamente intensos de fotones en el espectro de los rayos X, utilizando un haz de electrones de un acelerador de partículas. Cuando sea del todo operativo, el láser de electrones libres LCLS usará el acelerador lineal existente en el SLAC para producir un haz de luz láser que sea diez mil millones de veces más luminoso que cualquier otra fuente de rayos X en la Tierra.
Un pulso láser golpea una muestra y los rayos X forman un patrón de difracción. (Foto: Deutsches Elektronen-Synchrotron)
El experimento demuestra el principio que se aplicará cuando estén disponibles los láseres de rayos X de electrones libres aún más poderosos, como el SCSS en Japón y el XFEL europeo en Hamburgo. Estos láseres ofrecerán un poder de penetración visual sin precedentes a los científicos en áreas como la ciencia de los materiales, la química, la biología, la medicina y otras.
Los modelos por ordenador habían sugerido que ajustando con precisión un láser de rayos X, podrían obtenerse imágenes de objetos microscópicos, e incluso de dimensiones atómicas, una fracción de segundo antes de que la muestra fuese despojada de sus electrones y destruida. Pero hasta ahora no había existido ninguna comprobación experimental de este principio.
Empleando el láser de electrones libres del DESY (Deutsches Elektronen-SYnchrotron) en Hamburgo, el equipo de investigación desintegró una muestra que contenía objetos de dimensiones nanométricas y grabó el patrón de difracción de los rayos X antes de que el láser destruyera la muestra. Se utilizó un algoritmo informático especial para recrear una imagen del objeto basada en el patrón de difracción registrado.
