Сколтех — новый технологический университет, созданный в 2011 году в Москве командой российских и зарубежных профессоров с мировым именем. Здесь преподают действующие ученые, студентам дана свобода в выборе дисциплин, обучение включает работу над собственным исследовательским проектом, стажировку в индустрии, предпринимательскую подготовку и постоянное нахождение в международной среде.

Суперкомпьютер «Жорес» помог ученым Сколтеха смоделировать новый метод генерации гамма-гребенок

Ученые Сколтеха с помощью установленного в институте суперкомпьютера «Жорес» исследовали новый метод генерации гребенок гамма-излучения для ядерной и рентгеновской фотоники и спектроскопии новых материалов. Статья с описанием результатов исследования опубликована в журнале Physical Review Letters.

Гамма-гребенка представляет собой ряд коротких всплесков излучения, которые при графическом отображении в виде зависимости интенсивности излучения от частоты напоминают острые, равномерно расположенные зубцы гребня. Создавать гребенки высокой яркости в гамма-диапазоне крайне сложно в силу наличия так называемого эффекта пондеромоторного спектрального уширения, в результате которого происходит нарушение монохроматичности, позволяющей использовать источники гамма-излучения в ядерной спектроскопии, медицине и других областях.

Научные сотрудники Лаборатории высокопроизводительных вычислений и больших данных Сколтеха профессор Сергей Рыкованов и студент Максим Валяльщиков и сотрудник компании Genity Василий Харин придумали способ, позволяющий существенно уменьшить данное уширение. Для получения результата исследователи выполнили вычисления на суперкомпьютере «Жорес», установленном в Сколтехе.

«В основу нашей идеи положен метод, хорошо известный специалистам в области аттосекундной физики. Он заключается в использовании лазерных импульсов с меняющейся во времени поляризацией (круговая на краях и линейная в центральной части импульса) для того, чтобы ограничить излучение гармоник только той частью импульса, где поляризация является линейной», – отмечают авторы.

«Стробирование импульсов за счет поляризации позволяет сконцентрировать излучение гармоник только в центральной части импульса, где градиенты интенсивности меньше, а эффективность излучения гармоник выше. Оба эти эффекта приводят к меньшему пондеромоторному уширению», – поясняет Сергей Рыкованов.

Максим Валяльщиков добавляет, что для проведения тестов, необходимых для подтверждения полученного результата, ученым потребовалось выполнить моделирование с большим количеством частиц. «У суперкомпьютера «Жорес» доступно много ЦПУ, и используя даже их часть, можно провести один сеанс моделирования на порядки быстрее, чем с помощью одного ноутбука», – отмечает он.

По словам Рыкованова, авторы планируют провести дополнительные исследования влияния радиационного трения и квантовых эффектов на видимость гамма-гребенки. «Это позволит нам уже в ближайшее время перейти к экспериментальному исследованию предлагаемого метода», – отмечает он.

Как утверждают авторы, предложенный метод может быть востребован при проведении фотоядерных экспериментов, а также экспериментов в области нелинейной квантовой электродинамики, которые планируется выполнить в Исследовательском центре по физике частиц DESY в Германии и Национальной ускорительной лаборатории SLAC в США.

Контакты:
Skoltech Communications
+7 (495) 280 14 81

Tweet about this on Twitter0Share on Facebook0Pin on Pinterest0Share on Tumblr0Share on VK