Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Röntgenstrahlung auf krummen Wegen

11.11.2015

Physiker der Universität Göttingen entwickeln Röntgen-Lichtleiter mit großen Ablenkungswinkeln

Röntgenstrahlen besitzen eine nur geringe Wechselwirkung mit der sie umgebenden Materie. Sie durchdringen die meisten Grenzflächen und Körper ohne nennenswerte Abweichung von ihrem geraden Weg.


(a) Gemessene Intensitätsverteilung in Falschfarbendarstellung entlang der Ablenkrichtung.

Rot/pink entspricht etwa 1.000.000 Photonen pro Detektorpixel, blau/gelb etwa 20-100 Photonen.

(b) Geometrie des Experimentes, bei dem ein miniaturisierter Kanal in einer Metallschicht als Röntgenlichtleiter wirkt. Der Strahl breitet sich entlang des gekrümmten Kanals aus und kann so in seiner Richtung verändert werden. Die Kanalbreite beträgt 1/10.000 Millimeter.

(c) Computersimulation der Strahlausbreitung im Kanal mit charakteristischer Modenstruktur.

Grafik: Tim Salditt, Universität Göttingen / A. Rehfeldt, az-design

Gleichzeitig fehlen aber auch geeignete Mittel, um einen Röntgenstrahl auch auf krumme Wege zu leiten, beispielsweise damit er sich in eine andere Richtung ausbreitet, oder um den Strahl zu einer bestimmten Stelle zu transportieren. Forscher am Institut für Röntgenphysik der Universität Göttingen haben nun gezeigt, dass sich auch Röntgenlicht durch gekrümmte Richtlichtleiter „um die Ecke“ führen lässt.

Die Ergebnisse sind in der Fachzeitschrift Physical Review Letters erschienen.

Bislang gingen Forscher davon aus, dass ein sogenannter kritischer Winkel mit materialabhängigen Werten im Bereich von wenigen hundertstel Grad die möglichen Ablenkungswinkel begrenzt. „In unserem Experiment mit hochbrillanter Röntgenstrahlung am Hamburger Elektronensynchrotron (DESY) und der Europäischen Synchrotronstrahlungsquelle in Grenoble konnten wir das Röntgenlicht in einem fünf Millimeter langen Lichtleiter mit Ablenkungswinkeln von bis zu 30 Grad ,transportieren‘, weit mehr, als man für viele neue Anwendungen bräuchte“, erklärt Prof. Dr. Tim Salditt vom Institut für Röntgenphysik der Universität Göttingen.

Ohne Lichtleiter kommen viele Anwendungen heute besonders in der medizinischen Bildgebung und für industrielle Prüfverfahren nicht mehr aus: ob Endoskopie in der Medizin, interferometrische Vermessung von Objekten, Telekommunikation oder quantenoptische Grundlagenexperimente.

„Unsere Röntgen-Lichtleiter bestehen aus winzigen, luftgefüllten Kanälen in einer Metallschicht, die auf einem Siliziumchip aufgebracht wurde“, so Prof. Salditt. „Die Röntgenstrahlung wurde dabei in die offene Stirnseite der Kanäle eingekoppelt und breitete sich entlang der auf Kreislinien angeordneten Kanäle aus. Die Funktionsweise dieser Wellenleiter beruht auf der speziellen Anpassung des Lichtes auf die gekrümmte Kanalform.“

So gehen die Autoren davon aus, dass man mit solchen Kanälen in Zukunft kurze Röntgenpulse teilen und wieder zusammenführen könnte, um zum Beispiel die Pulsdauer von Röntgenlasern zu vermessen, deren Blitze kürzer als eine Billionstel Sekunde leuchten. Auch holografische Röntgenabbildungen mit mehreren Teilstrahlen ließen sich durch Nutzung dieser Lichtleiter realisieren.

Originalveröffentlichung: Tim Salditt et al. X-ray optics on a chip: Guiding x rays in curved channels. Physical Review Letters. http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevLett.115.203902.

Kontaktadresse:
Prof. Dr. Tim Salditt
Georg-August-Universität Göttingen
Fakultät für Physik – Institut für Röntgenphysik
Friedrich-Hund-Platz 1, 37077 Göttingen
Telefon (0551) 39-9427 / -5556 (Sekretariat)
E-Mail: tsaldit@gwdg.de
Internet: http://www.roentgen.physik.uni-goettingen.de

Weitere Informationen:

http://www.uni-goettingen.de/de/3240.html?cid=5332 Fotos zum Thema

Thomas Richter | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Auf dem Weg zur optischen Kernuhr
19.04.2018 | Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB)

nachricht Laser erzeugt Magnet – und radiert ihn wieder aus
18.04.2018 | Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Verbesserte Stabilität von Kunststoff-Leuchtdioden

Polymer-Leuchtdioden (PLEDs) sind attraktiv für den Einsatz in großflächigen Displays und Lichtpanelen, aber ihre begrenzte Stabilität verhindert die Kommerzialisierung. Wissenschaftler aus dem Max-Planck-Institut für Polymerforschung (MPIP) in Mainz haben jetzt die Ursachen der Instabilität aufgedeckt.

Bildschirme und Smartphones, die gerollt und hochgeklappt werden können, sind Anwendungen, die in Zukunft durch die Entwicklung von polymerbasierten...

Im Focus: Writing and deleting magnets with lasers

Study published in the journal ACS Applied Materials & Interfaces is the outcome of an international effort that included teams from Dresden and Berlin in Germany, and the US.

Scientists at the Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) together with colleagues from the Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) and the University of Virginia...

Im Focus: Gammastrahlungsblitze aus Plasmafäden

Neuartige hocheffiziente und brillante Quelle für Gammastrahlung: Anhand von Modellrechnungen haben Physiker des Heidelberger MPI für Kernphysik eine neue Methode für eine effiziente und brillante Gammastrahlungsquelle vorgeschlagen. Ein gigantischer Gammastrahlungsblitz wird hier durch die Wechselwirkung eines dichten ultra-relativistischen Elektronenstrahls mit einem dünnen leitenden Festkörper erzeugt. Die reichliche Produktion energetischer Gammastrahlen beruht auf der Aufspaltung des Elektronenstrahls in einzelne Filamente, während dieser den Festkörper durchquert. Die erreichbare Energie und Intensität der Gammastrahlung eröffnet neue und fundamentale Experimente in der Kernphysik.

Die typische Wellenlänge des Lichtes, die mit einem Objekt des Mikrokosmos wechselwirkt, ist umso kürzer, je kleiner dieses Objekt ist. Für Atome reicht dies...

Im Focus: Gamma-ray flashes from plasma filaments

Novel highly efficient and brilliant gamma-ray source: Based on model calculations, physicists of the Max PIanck Institute for Nuclear Physics in Heidelberg propose a novel method for an efficient high-brilliance gamma-ray source. A giant collimated gamma-ray pulse is generated from the interaction of a dense ultra-relativistic electron beam with a thin solid conductor. Energetic gamma-rays are copiously produced as the electron beam splits into filaments while propagating across the conductor. The resulting gamma-ray energy and flux enable novel experiments in nuclear and fundamental physics.

The typical wavelength of light interacting with an object of the microcosm scales with the size of this object. For atoms, this ranges from visible light to...

Im Focus: Wie schwingt ein Molekül, wenn es berührt wird?

Physiker aus Regensburg, Kanazawa und Kalmar untersuchen Einfluss eines äußeren Kraftfeldes

Physiker der Universität Regensburg (Deutschland), der Kanazawa University (Japan) und der Linnaeus University in Kalmar (Schweden) haben den Einfluss eines...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Internationale Konferenz zur Digitalisierung

19.04.2018 | Veranstaltungen

124. Internistenkongress in Mannheim: Internisten rücken Altersmedizin in den Fokus

19.04.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Juni 2018

17.04.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Nachhaltige und innovative Lösungen

19.04.2018 | HANNOVER MESSE

Internationale Konferenz zur Digitalisierung

19.04.2018 | Veranstaltungsnachrichten

Auf dem Weg zur optischen Kernuhr

19.04.2018 | Physik Astronomie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics