Физики из Российской академии наук разработали генератор Т-лучей, способный разрушать металлические конструкции новым для науки способом, и успешно проверили его в действии.
Перспективы терагерцового излучения
Терагерцовое излучение считается одним из самых перспективных направлений исследований в оптике, микроэлектронике и других высокотехнологичных областях. В будущем волны этого типа можно будет использовать для сверхскоростной передачи данных, наблюдения за живыми клетками в реальном времени и решения множества других задач.
Прорывная установка Михаила Аграната
Михаил Агранат из Объединенного института высоких температур РАН в Москве и его команда открыли новые возможности для излучателей терагерцового излучения. Они создали установку, генерирующую Т-лучи исключительно высокой интенсивности.
Взаимодействие с веществом и мощные поля
При столкновении с "непрозрачными" материалами, такими как металл или вода, эти лучи поглощаются и создают электрические поля переменной мощности. Ранее, как отмечают исследователи, сила таких полей была невелика. Ученых заинтересовало, как поведение материала изменится при значительном увеличении интенсивности полей.
Рекордные показатели терагерцового лазера
Для решения этой задачи российские физики собрали и испытали уникальный терагерцовый "лазер". Он способен создавать электромагнитное поле напряженностью до 100 миллионов вольт на сантиметр, что сравнимо с полями, возникающими при ударах молний. По словам ученых, ни одна другая установка в мире не достигает таких показателей.
Неожиданное открытие: разрушение металла
Экспериментируя с излучателем, ученые облучали пластины и пленки из алюминия, варьируя мощность лучей. В определенный момент импульс Т-лучей проделал отверстие в фольге, что стало большой неожиданностью для Аграната и его коллег. Ранее считалось, что терагерцовое излучение быстро затухает в металле и не может причинить ему вреда.
Порог разрушения и загадочные следы
Обнаружив этот необычный феномен, физики стали его воспроизводить, определяя границу, при которой излучение начинает разрушать металл. Наблюдения показали, что для прожига отверстия необходим мощный импульс с энергетической плотностью около 150 милливатт на квадратный сантиметр.
Если мощность излучателя снижалась даже незначительно, отверстие не образовывалось. Однако, как показали дальнейшие исследования, на поверхности пластины появлялись необычные "шрамы".
Поиск объяснения и будущие исследования
"Мы обнаружили очень удивительный эффект, — отмечает физик. — При множестве импульсов мощностью ниже пороговой возникает разрушение странного типа. Пока объяснить его полностью не удается, но мы предположили механизм инициирования. Считаем, что это связано с электрострикцией, увеличением объема материала под действием электрического поля".
В ближайшее время Агранат и его коллеги продолжат эксперименты. Они надеются понять, почему Т-лучи "выжигают" отверстия только при определенной плотности энергии, и почему менее мощные импульсы оставляют "царапины". Такие излучатели, заключают ученые, перспективны для тонкой обработки металлов и других применений.
Источник: scientificrussia.ru
