Международная группа исследователей под руководством Технического университета Дании использовала рентгеновскую микроскопию для наблюдения за распространением через кристалл алмаза акустических волн размером в миллиметр с точностью до субпикосекунды. Видео показывает создание, распространение, ветвление и рассеяние энергии продольных и поперечных акустических волн в алмазе.
Различные типы звуковых волн, распространяющихся и отражающихся от поверхности кристалл
Для визуализации изменений в атомах кристаллов с рекордной точностью и детализацией исследователи создали микроскоп на конце «рентгеновского лазера на свободных электронах» (XFEL) длиной 3 км. Управляя свойствами лазеров, исследователи добились того, что тончайшие рентгеновские и оптические лучи встретились на образце монокристаллического алмаза размером в миллиметр с точностью синхронизации меньше, чем наносекунда.
Дисперсия и затухание волны в микросекундных масштабах времени
С помощью этой техники исследователи изучили различные сверхбыстрые структурные явления, которые долгое время ускользали от наблюдателей. Твердые кристаллические материалы, такие как металлы, керамика, камни и кости трудно моделировать. Они состоят из зерен, доменов и дефектов и противостоят множеству сил, оказывающих свое влияние на нескольких уровнях. Другое ограничение связано с временным разрешением.
Исследователи отмечают, что новый метод визуализации решает одновременно проблемы и пространственного, и временного разрешения изображений. Высокая детализация поможет управлять материалами и создавать новые поверхности и структуры, например, в электронных или фотонных схемах.
