VÍDEO Así salta por los aires una gota con un láser de rayos X

Gota vaporizada por láser
SLAC NATIONAL ACCELERATOR LABORATORY
Actualizado: miércoles, 25 mayo 2016 11:59

   MADRID, 25 May. (EUROPA PRESS) -

   Investigadores han filmado las primeras películas microscópicas de líquidos vaporizados por el rayo láser de rayos X más brillante del mundo, ubicado en el Laboratorio SLAC de Estados Unidos.

   Los nuevos datos podrían conducir a mejores y novedosos experimentos con láseres de rayos X, cuyos rápidos destellos de luz extremadamente brillante toman instantáneas a nivel atómico de algunos de los procesos más rápidos de la naturaleza.

   "La comprensión de la dinámica de estas explosiones nos permitirá evitar sus efectos no deseados en las muestras", dice Stan Claudiu, del Instituto PULSO, un centro conjunto de la Universidad de Stanford y el SLAC.

   "También podría ayudarnos a encontrar nuevas formas de utilizar las explosiones causadas por los rayos X para activar los cambios en las muestras y estudiar la materia en condiciones extremas. Estos estudios nos pueden ayudar a comprender mejor una amplia gama de fenómenos en la ciencia de rayos X y otras aplicaciones".

   Los líquidos son una forma común de colocar muestras en la trayectoria del haz de rayos X para el análisis en la Fuente de Luz Coherente (LCLS) ubicada en el SLAC. A plena potencia, los rayos X utrabrillantes pueden hacer estallar muestras dentro de una pequeña fracción de segundo. Afortunadamente, en la mayoría de los casos los investigadores pueden tomar los datos que necesitan antes de que sufran daño.

   El nuevo estudio, publicado en la revista Nature Physics, muestra en detalle microscópico cómo la interacción explosiva se desarrolla y proporciona pistas sobre cómo podría afectar a experimentos de láser de rayos X.

   Stan y su equipo analizaron dos formas de inyección de líquido en la trayectoria del láser de rayos X: como una serie de gotas individuales o como un chorro continuo. Para cada pulso de rayos X que golpea el líquido, el equipo tomó una imagen, programada a partir de una cinco mil millonésima parte de un segundo a una diez milésima de segundo después del pulso. Cientos de estas instantáneas se encadenan juntas en vídeo. 

Previa YoutubeCargando el vídeo....

   "Gracias a un sistema de imagen especial desarrollado para este propósito, hemos sido capaces de grabar estas películas por primera vez", dice el co-autor Sébastien Boutet. "Se utilizó un láser óptico ultrarrápido como luz estroboscópica para iluminar la explosión, y se produjeron imágenes con un microscopio de alta resolución que es adecuado para su uso en la cámara de vacío donde los rayos X golpean las muestras."

   La película muestra cómo un pulso de rayos X arranca una gota de líquido. Esto genera una nube de partículas más pequeñas y el vapor que se expande hacia las gotas vecinas y las daña. Estas gotas dañadas entonces empiezan a moverse hacia las siguientes gotas más cercanas y se fusionan con ellas.

   En el caso de los chorros, las películas muestran cómo el pulso de rayos X perfora inicialmente un agujero en la corriente de líquido. Esta brecha sigue creciendo, con los extremos del chorro a ambos lados de la brecha formando una fina película líquida. Ésta se desarrolla con una forma de paraguas, que con el tiempo se pliega y se funde con el chorro.