#rC3 Рентгеновские лазеры на свободных электронах: новая парадигма в науке

YOUTUBE · 24.11.2025 06:12

Ключевые темы и таймкоды

Введение в рентгеновские лазеры

0:12

В 20-м веке физика высоких энергий была основана на ускорителях, но в последние десятилетия ситуация изменилась.
Ускорители используются для получения рентгеновских лучей, которые используются в различных областях науки и биологии.

Принцип работы рентгеновских лазеров

6:05

Рентгеновские лазеры основаны на ускорителях электронов, которые испускают свет.
Электроны проходят через ондулятор, где они ускоряются и излучают свет.
Свет усиливается и фокусируется, создавая мощный рентгеновский луч.

Экспериментальные станции и пользователи

10:56

Экспериментальные станции используют рентгеновские лучи для проведения различных экспериментов.
Рентгеновские лазеры предоставляют сервис для пользователей, где они могут проводить эксперименты в течение 5 дней или 60 часов.
В год планируется проводить 200 пользовательских экспериментов.

Европейский рентгеновский лазер на свободных электронах

13:08

Европейский рентгеновский лазер на свободных электронах (XFEL) - это сервис для пользователей, который определяется их потребностями.
12 стран-участниц вносят 58% от стоимости строительства и эксплуатации, Россия - 27%, остальные страны - от 1 до 3%.
XFEL имеет 500 сотрудников, которые занимаются экспериментами, техническим обслуживанием и администрированием.

Временной масштаб атомов и рентгеновские импульсы

15:11

Временной масштаб атомов составляет около 100 фемтосекунд, что в 1000 раз меньше, чем временной масштаб людей.
XFEL выдает 27 рентгеновских импульсов за 2 секунды, что делает его самым мощным источником рентгеновского излучения в мире.

Эксперименты с рентгеновскими лазерами

20:38

В 1980-х годах эксперименты проводились с одним образцом, который готовили несколько недель.
Сегодня эксперименты проводятся с миллионами образцов и миллионов сканируемых изображений, что позволяет изучать структуру атомов и молекул.
С помощью рентгеновских импульсов можно изучать структуру белков и других молекул за очень короткий промежуток времени.

Изучение молекулярных фильмов

29:39

Ученые изучают молекулярные фильмы, в которых они запускают процесс в белке и фотоактивном белке.
Они используют оптические лазеры и рентгеновские зонды для измерения структуры белка.

Обработка и анализ данных

32:04

Ученые используют сложные детекторы для сбора и анализа данных.
Они хранят данные на бумаге и анализируют их с помощью карманных калькуляторов.
Сегодня они используют более сложные детекторы и системы хранения данных.

Проблемы с управлением и анализом данных

36:45

Ученые сталкиваются с проблемой сокращения объема данных, поступающих с детекторов.
Они должны анализировать данные и сокращать их количество перед предоставлением пользователям.

Крупномасштабные объекты и их роль в науке

39:08

В видео обсуждается важность крупномасштабных объектов, таких как ЦЕРН, для науки и технологий.
ЦЕРН открыл бозон Хиггса и создал всемирную паутину, а также занимается изучением новых материалов и биомолекул.

Прорывные технологии и их роль в жизни людей

41:00

В видео обсуждаются автомобили, телевизоры, ноутбуки и смартфоны как прорывные технологии, которые изменили жизнь людей.
Крупномасштабные объекты, такие как ЦЕРН, играют важную роль в изучении новых материалов и биомолекул, а также в разработке передовых методов каляризации.

Роль крупномасштабных объектов в борьбе с пандемией

44:03

В видео подчеркивается важность крупномасштабных объектов для изучения вирусов и разработки вакцин во время пандемии COVID-19.
Такие объекты, как синхротроны, рентгеновские поля, лазеры и электронные микроскопы, являются важной частью инфраструктуры для борьбы с кризисами.