1122
У Берліні запрацював новий надпровідний рентгенівський спектрометр, чутливість якого до окремих фотонів у сотні, а за деяких умов і до тисячі разів перевищує можливості звичайних приладів. Інструмент, встановлений на синхротроні BESSY II, дає змогу проводити експерименти, які раніше вважалися практично нездійсненними.
В основі приладу лежить масив надпровідних детекторів на межі переходу — так званих TES-сенсорів (transition edge sensors). Кожен із 248 крихітних сенсорів охолоджено до наднизької температури приблизно 25 мілікельвінів, тобто лише на соті частки градуса вище абсолютного нуля. За такої температури матеріал перебуває на межі переходу в надпровідний стан, коли навіть незначне поглинання енергії від одного рентгенівського фотона спричиняє помітну зміну електричного опору. Це дозволяє вимірювати енергію фотонів із винятковою точністю.
За словами відповідального науковця Режиса Деккера, новий спектрометр від ста до тисячі разів ефективніше реєструє фотони, ніж традиційні прилади для рентгенівської емісійної спектроскопії та резонансного непружного розсіювання. Розробку створили спільно Центр Гельмгольца в Берліні (HZB), Інститут Макса Планка з перетворення хімічної енергії та Національний інститут стандартів і технологій США (NIST). Для роботи використовують кріогенний рефрижератор розчинення, подібний до тих, що застосовуються у квантових комп’ютерах.
Це перший і поки єдиний TES-спектрометр на синхротроні в Європі; загалом у світі на рентгенівських установках працює лише близько п’яти таких приладів. Завдяки різко вищій чутливості вимірювання, які раніше тривали годинами, тепер можна виконати за лічені хвилини.
Практичне значення полягає в тому, що дослідники отримують доступ до об’єктів, сигнал від яких надто слабкий для звичайних методів: атомарно тонких матеріалів, наноструктур, украй розріджених зразків і квантових систем. Це відкриває нові можливості для хімії, матеріалознавства та фізики, дозволяючи вивчати речовину на рівні, який донедавна залишався поза межами експериментальної досяжності.
