生物成像与第四代光源

大多数人认为艾萨克牛顿爵士作为重力的父亲。但对于 劳伦斯利弗莫尔国家实验室 物理学家亨利查普曼和他的同事,牛顿's 'dusty mirror'实验用作启动垫,为它们敏锐地观察X射线突出的微观物体爆炸。

使用德国汉堡的闪光软X光自由电子激光器(FEL),该团队将塑料球体吹动,但使用同样的激光脉冲通过放置X射线镜,将球体透视第二次在对象后面。通过干涉形成的全息图(物体的三维图像),当第二时间第一次与球体散射的光相结合时,这是引起的,这是第二次通过球体散射的光(从镜子中通过物体反弹。 )。

"我们从以前的工作中知道我们在Flash中完成了对象在初始25-FemtoSecond脉冲期间没有爆炸,并且形成全息图的已知参考波," Chapman said. "参考波可用于确定实际上是相同的对象的未知对象波,而是稍后第二次分开。"

那么牛顿进来的地方?

牛顿创造了他最早的干扰观察中的一个'dusty mirror'实验。在一个黑暗的房间里,他在屏幕中使用了棱镜和一个小洞,形成了阳光的准单色光束,他闪耀在一个背包般的镀银镜上。镜子成角度以通过孔和屏幕返回梁。牛顿观察了黑暗和光响的光,他发现了'奇怪而令人惊讶。'这是100年后,当英国科学家托马斯年轻人确定戒指是由在镜子上的尘埃粒子的两条光线散射的屏幕之间的干扰引起的戒指's front surface.

该研究出现在8月9日刊,自然。

Chapman在与妻子(Sa_a Bajt,纸上的另一个作者)和女儿一起访问Chabot Space和Scient Center后设计了实验。有一个光学展览会,可以让你看到通过俯视长管的干扰,底部有镜子。当你靠近眼睛的小小线时,你看到镜子里有色弯曲的条纹'反射。展览被描述为尘土飞扬的镜子实验。"它突然袭击了我可以用短脉冲和X射线镜子做同样的事情,如果X射线脉冲短于它从尘埃粒子到背部行驶的时间,那将会真的很有趣镜子和背部," Chapman said.

所以实验出生。

实验是LLNL的一部分'S实验室指导研发项目:"生物成像与第四代光源"为了开发技术并确定在斯坦福在线时在斯坦福的LinaC相干光源(LCLS)上进行单分子成像实验的可行性。

不像牛顿的静态条件'S实验中,在最近的实验中,物体最终被X射线脉冲蒸发,并且对象尺寸在短暂间隔中改变,脉冲所需的反射回到粒子。脉冲返回的时间在X射线全息图的条纹图案中编码,这可以是'read out'从全息图到大约1 femtosecond的准确性。耦合与X射线的短波长,测量值在最高空间分辨率和时间分辨率上同时提供信息,用于一般非晶体材料。

"该实验使我们能够在脉冲期间研究强烈的腰部脉冲的极端条件中的材料动态,并且当它变成等离子体时," Chapman said.

等离子体被认为是具有不同性质的电离气体的第四状态。在最近的实验之前,没有结构方法遵循血浆形成的早期步骤。了解这些初始过程对LCLS的未来几个近原子分辨率成像实验至关重要。关键是要使用短脉冲来光束损坏并在爆炸之前获取对象的高分辨率图像。

http://www.llnl.gov

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