Vigas del puntero antes y después de la polarización lineal. Crédito: Fotónica de la naturaleza (2025). Dos: 10.1038/s 41566-025-01737-7
Un equipo dirigido por científicos del Laboratorio de Acelerador Nacional SLAC del Departamento de Energía produjo un rayo de luz más exótico llamado Vigón de puntero utilizando el láser de electrones libres italiano de Fermi (FEL), que se identificó por primera vez.
Esta técnica puede mejorar la forma en que los científicos estudian los materiales y el progreso en tecnologías de alto rendimiento, como la próxima generación de chips de computadora. Se han publicado resultados Fotónica de la naturaleza.
«Este es un paso importante», dijo Eric Hem Singh, un científico de SLAC y colaborativo. «Las vigas del puntero nos permiten investigar objetos de una manera nueva, capturar un comportamiento complejo en un pulso. Es emocionante pensar en lo que hacen los investigadores con él».
Las vigas del puntero combinan muchas polarizaciones de luz, las direcciones de la luz, en las que la luz agita la vibración, en el mismo pulso. Esto permite a los científicos estudiar objetos con un flash rápido en lugar de escaneos múltiples, ahorrar tiempo y capturar cambios rápidos en el material.
El equipo logró esto utilizando dos secciones separadas de imanes especiales, que giran los electrones para que produzcan luz. Produjo dos rayos de luz separados, cada uno con su propio modelo de onda y polarización. Al superponerlos cuidadosamente, los investigadores crearon un solo haz con diferentes patrones de polarización en su superficie.
El resultado es un haz estable, y la distribución de polarizaciones no cambia al viajar. Al ajustar el tiempo entre las dos vigas de luz de la unidad, les hizo girar la polarización del haz en un patrón en forma de espiral en su superficie. Luego pueden estudiar este patrón y todo tipo de polarización apareció en el haz.
Este concepto nació hace años durante el doctorado del científico de SLAC Jenny Morgan. Probado en el trabajo y las ferms, donde el equipo tiene la flexibilidad de experimentar libremente con la luz Extrae UltraViolet (UE).
«Es emocionante manipular modelos de polarización complejos a pequeñas frecuencias», dijo Morgan. «La luz IUV es más difícil que la luz visible, y a estas longitudes de onda abre nuevas posibilidades para los experimentos».
Aunque este experimento se lleva a cabo en el rango de la UE, la puerta para producir estos rayos en longitudes de onda de rayos X en futuras pruebas se abre, en el láser de electrones libres de rayos X SLAC Linock Corrent (LCLS), la mayoría de los detalles potentes de fotones pueden revelar mejores detalles del comportamiento nuclear y alarmante.
«Estamos planeando instalar un ondulador delta en LCLS a fines de este año, tal como lo usamos en las instalaciones de Fermi», dijo Hem Singh. «Nos da un control más preciso sobre la polarización del haz de rayos x, lo que nos permite refinar la técnica y explorar su capacidad en longitudes de onda específicas, fuerzas de pulso y escalas de tiempo muy cortas.
«Estamos involucrados con las comunidades de ciencia, química y ciencias de los materiales para identificar aplicaciones. El objetivo es estudiar el rendimiento de la máquina y hacerlo estándar en LCL recientemente renovados».
Más información:
Jenny Morgan y otros, vigas de puntero de un láser de electrones gratis, Fotónica de la naturaleza (2025). Dos: 10.1038/s 41566-025-01737-7
Proporcionado por el Laboratorio de Acelerador Nacional SLAC
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