Láseres de Rayos-X: Luz para la nanociencia

Jorge J. Rocca

NSF ERC for Extreme Ultraviolet Science and Technology
Colorado State University

Desde poco después de la invención de los primeros láseres hace 50 años, investigadores han trabajado para obtener haces de luz coherente a longitudes de onda mucho mas corta. Una de las dificultades en generar un laser de rayos-X es la gran densidad de energía requerida. Los primeros láseres de rayos-X blandos (h ~ 100 eV) fueron demostrados hace 25 años concentrando la energia de láseres del tamaño de un gran edificio en un pequenio volumen de material. Esos láseres podían producir pulsos a una frecuencia de sólo varios pulsos por día. Muy recientemente aceleradores lineales de electrones con energía de GeVs y longitud de varios cientos de metros han comenzado a generar pulsos láser de rayos-X de muy alta intensidad, a una repetición de decenas de Hz. Esta charla discutirá como estamos generando pulsos laser de rayos-X blandos mucho mas compactos, sobre mesas de laboratorio a repeticiones de 1-10 Hz, con longitudes de onda de hasta 50 veces mas corta que la correspondiente a luz visible (10.9 nm). Se discutirá como se puede lograr una coherencia espacial y temporal casi perfecta, y como estos nuevos láseres están posibilitando nuevas aplicaciones en nanociencia y otras areas. Estas incluyen microscopios de ultra-alta resolución para el estudio de materiales y muestras biológicas, el estudio de reacciones químicas, el diagnóstico de defectos en las máscaras que se utilizaran para imprimir la próximas generaciones de microprocesadores, y en el diagnóstico de plasmas muy densos.