Новое поколение мощных рентгеновских лазеров, над созданием которых работают ученые нескольких лабораторий в мире, может позволить «увидеть» самые маленькие объекты на Земле – атомы и молекулы, что, в свою очередь, даст толчок разработке новых лекарственных препаратов и методов лечения широкого спектра болезней.

Как сообщает Discovery News, исследователи из Аргоннской национальной лаборатории в США работают над созданием мощных рентгеновских лазеров нового поколения с использованием алмазных зеркал.

Для создания таких лазеров, однако, требуются самые безукоризненные бриллианты чистейшей воды, по сравнению с которыми чистые бриллианты в дорогих женских украшениях попросту покажутся необработанными алмазами.

В то время как рентгеновские лучи используются еще начиная с 19 века, рентгеновские лазеры появились совсем недавно: первый такой лазер был впервые продемонстрирован менее года назад, в Стэнфордской лаборатории линейных ускорителей. Эта лазерная установка представляет собой подземное сооружение размером в несколько футбольных полей и используются сейчас для проведения различных экспериментов в биологии, физике и химии.

Однако количество экспериментов, стоящих на очереди, значительно превосходит доступное время работы лазера. Для решения этой проблемы ученые пытаются разработать другие способы создания рентгеновских лазеров.

Большая часть существующих лазеров имеет оптический резонатор, представляющий собой два зеркала (одно непрозрачное и одно полупрозрачное), между которыми происходит многократное отражение и усиление света определенной длины волны. Зеркала эти обычно сделаны из силикона (кремния). Однако силиконовые зеркала неспособны отражать более мощные рентгеновские лучи.

Теоретически, бриллиантовое зеркало может отражать практически все рентгеновские лучи. Единственная проблема для практической реализации теории заключается в том, что для этого нужны абсолютно чистые бриллианты. Каких в природе не существует.

Поэтому ученым пришлось выращивать почти чистые искусственные бриллианты в специальных камерах, где под высоким давлением атомы углерода выстраиваются в почти идеальную кристаллическую решетку.

Бриллиант, используемый в Аргоннской национальной лаборатории, не идеально чист, но близок к этому.

С помощью рентгеновских лазеров, благодаря тому, что длина волны рентгеновского излучения очень мала, можно будет делать снимки таких микроскопических объектов, как единичные белковые и другие молекулы. Кроме того, по той же причине с помощью рентгеновского лазера можно будет выборочно уничтожать раковые клетки или лечить другие заболевания.

Бриллиантовое зеркало только лишь отражает рентгеновские лучи. Для генерации этих лучей нужна своя технология, кроме того, после отражения нужно концентрировать луч. Бриллиантовое зеркало может быть небольшим, но вот источник излучения и концентратор все еще имеют солидные размеры и высокую стоимость.

Подобные фундаментальные исследования, конечно же, не могут немедленно привести к новым достижениям. Пройдут годы, пока бриллиантовые рентгеновские лазеры будут построены и дадут потребителям ощутимые результаты.