Рентгеновские лучи, которые широко используются в медицине, дефектоскопии и многих других областях, обычно получают при помощи специальных вакуумных приборов, называемых рентгеновскими трубками. Внутри этих трубок электроны ускоряются при помощи высокого электрического потенциала и сталкиваются с металлическим анодом. Энергия разогнанных электронов передается атомам металла, которые переходят в возбужденное состояние, возникает сложный колебательный процесс, генерирующий поток излучения в рентгеновском диапазоне. К сожалению, поток создаваемого излучения распространяется равномерно во все стороны, а свойства рентгеновских лучей значительно осложняют задачу их фокусировки и формирования узкого направленного луча, более того, фронт импульса рентгеновского излучения в большинстве случаев имеет абсолютно случайную форму.
Однако, ученые-физики из Геттингенского университета разработали новый принцип генерации рентгеновского излучения, который позволяет получить луч, направленный в строго заданном направлении. В основе новой технологии является структура из трех материалов, имеющих совершенно различные электронные характеристики. А толщина такого трехслойного "бутерброда" составляет всего несколько миллионных долей миллиметра.
Объект, изготовленный из такого тонкого многослойного материала, устанавливается вместо металлического анода в обычной рентгеновской трубке. Управление параметрами рентгеновского луча может осуществляться на этапе производства многослойного анода путем изменения порядка чередования и толщины слоев различных материалов. "Рентгеновское излучение в таком случае генерируется и направляется параллельно слоям анода, которые выступают в качестве волновода, как оптоволокно для света, к примеру" - пишут исследователи.
Используя расчеты сложнейших математических моделей, учитывающих различные варианты структуры многослойного анода, физики уже нашли пути к увеличению эффективности генератора рентгеновского излучения. "Согласно нашим вычислениям, эффект может быть увеличен и мы на выходе получим рентгеновские лучи большей яркости" - пишут исследователи, - "Это позволит в скором времени перенести в стены лабораторий те эксперименты, которые можно было ранее производить только на больших ускорителях, таких, как синхротрон в Гамбурге".
