Гранит науки - 2003-03-19

О триумфе так называемых Т-лучей сообщают физики в одном из своих специализированных изданий получен устойчивый пучок терагерцевого излучения, и это достижение может оказаться незаменимым в медицине

У микрофона Марина Аствацатурян! Длинноволновый инфракрасный свет под названием Т-лучи обладает большой проникающей способностью и с его помощью можно получать детальнейшие изображения. Т-лучи не повреждают объект, через который их пропускают, а проходить они могут сквозь большое количество разнообразных материалов, включая живые клетки. В то же время они дают спектр, невероятно чувствительный к составу вещества. Широк спектр и возможных применений Т-лучей от исследования сверхпроводников до медицинских обследований и даже создания на их основе систем безопасности. Как отмечает сетевое издание Physical Review Focus, одна британская компания уже нашла способ использовать Т-лучи для получения картины рака кожи и обнаружения биологического и химического оружия. Проблемы с использованием терагерцевого излучения заключались в том, что до недавнего времени было невозможно сгенерировать достаточно сильный или хотя бы стабильный его пучок. Наиболее мощный поток Т-лучей был получен в прошлом году на линейном ускорителе имени Томаса Джефферсона, который расположен в штате Вирджиния (Thomas Jefferson National Accelerator Facility, Virginia). Сейчас в печатном издании Phys.Rev.Lett. описано получение пригодного для практического применения пучка сделано в Германии, на синхротроне под названием BESSY, что в Берлине.

Т-лучи получают на тех же ускорителях, где вырабатывается мощное рентгеновское излучение. На синхротронном источнике электроны излучают под влиянием магнитов, окружающих кольцо. Эту конструкцию, также как ранее линейный ускоритель, можно заставить вырабатывать, наряду с мощными рентгеновскими лучами, слабые Т-лучи. Как поясняет Годе Вюстефельд (Gode Wustefeld), терагерцевое излучение получается несильное, потому что электроны, бегут по кольцу отдельными пучками, длина которых около 5 миллиметров. И поскольку терагерцевая длина волны меньше 1 миллиметра, а миллиард электронов в каждом пучке испускают Т-лучи вразнобой, то происходит взаимное гашение таких волн и результирующее излучение получается слабым. В последнем исследовании группа, работающая на BESSY, показала, что, манипулируя силой некоторых магнитов в кольцевой установке, можно уменьшить длину каждого пучка до миллиметра. Тогда электроны в каждом пучке будут действовать как одна гигантская "макрочастица" и испускать когерентные Т-лучи лазероподобный пучок дальнего инфракрасного света. "Это звучит очень просто" - говорит Вюстефельд, но "когда мы делаем это, мы проводим множество корректировок, иначе машина все эти изменения не переварит". На линейном ускорителе пучки электронов производят Т- лучи импульсно, в берлинском электронном синхротронном накопительном кольце (BESSY), где циркулируют одни и те же электронные пучки, поток Т-лучей получается стабильнее. Есть мнение, что аппаратура, использующая Т-лучи, со временем вытеснит привычные устройства для рентгеновского и ультразвукового медицинского обследования.