МЕГАГРАНТЫ

Физики провели прорывные исследования на синхротроне ESRF в Гренобле

mschya Сотрудники международного научно-исследовательского центра (МНИЦ) БФУ им. И. Канта провели исследования материалов с использованием высокоразрешающей рентгеновской микроскопии в условиях высокого давления и температуры.
Эксперименты проводились на Европейском центре синхротронного излучения в Гренобль (Франция) совместно с командой Баварского геоинститута (г. Байройт, Германия). Исследователям удалось пронаблюдать фазовые переходы вещества с помощью рентгеновского микроскопа при сверхвысоких температурах (около нескольких тысяч кельвин) и давлениях (около десятков гигапаскалей).

Физика и химия высоких давлений – это область науки, которая позволяет получить фундаментальные сведения о свойствах конденсированных сред, моделировать и изучать процессы, происходящие в недрах Земли и планет, а также создавать новые материалы с уникальными свойствами. Микронные размеры исследуемых образцов не препятствуют использованию самых современных экспериментальных методик исследования веществ в мегабарном диапазоне давлений. Для этих задач служит синхротрон, который способен создать рентгеновское излучение такой яркости, чтобы стало возможным измерить, а потом реконструировать атомарное строение изучаемого образца, изучить его кристаллохимию и его физические свойства.

Давления в сотни тыс. и млн атм. соответствуют степени сжатия вещества в несколько раз. Его структура и свойства при таком сжатии могут кардинально измениться: материалы испытывают серию структурных превращений к более плотным упаковкам атомов. При высоких давлениях с контролем температуры многие вещества испытывают фазовые переходы с образованием необычных состояний - фаз. Высокие давления позволяют синтезировать новые материалы, в том числе с уникальной комбинацией механических, полупроводниковых или металлических свойств.

Благодаря серьезному технологическому развитию физики экстремальных условий, в лаборатории становится возможным моделирование и синтезирование веществ, сходных по свойствам с теми, которые находятся на других планетах и звездах.

Анатолий Снигирев, директор МНИЦ, БФУ им. И. Канта:

"Я очень рад, что наши идеи и разработки по когерентный рентгеновской оптике, когда-то казавшиеся утопией, нашли реальное воплощение на Европейском источнике синхротронного излучения - ESRF. Новая концепция когерентно-ориентированной оптической схемы, предложенная нами 5 лет назад, легла в основу проекта станции высоких давлений ID15B. И вот напряженная работа в течении нескольких лет от идеи, проектирования и строительства станции принесла свои первые практически значимые плоды. То, что нам удалось сделать на станции ID15B, — это скомбинировать высокоразрешающую рентгеновскую фазово-контрастную микроскопию на основе преломляющей оптики с рентгеновской дифрактометрией для исследования объектов внутри специальных алмазных ячеек высокого давления DAC (Diamond Anvil Cell). Нам удалось создать инструмент, который способен не только заглянуть внутрь ячейки, но и выбрать область в которой проводить рентгеноструктурный анализ. Этот успешный проект стал одним из наиболее важных итогов реализации Мегагранта, являясь яркой демонстрацией возможностей нового направления физики когерентного рентгеновского излучения, которое мы последовательно развиваем в МНИЦ БФУ. Я уверен, что наши подходы лягут в основу дизайна станций не только за рубежом но и в России, для синхротронов нового 4-го поколения".

Источник https://www.kantiana.ru/news/143/235725/
Back to top