Двама български учени в САЩ са на път да осъществят революция в света на технологиите на науката. Братята Теньо и Димитър Попминчеви са начело на екип от изследователския институт JILA в Колорадо. Двамата пишат нова квантова азбука – тази на ярките квантови рентгенови лъчи. Те тръгват срещу досегашните научни представи и опитват да генерират хармонични вълни чрез пропускане на ултравиолетов лазер през хаотична плазмена среда. С откритието си, публикувано преди време в авторитетното списание Science, те сбъдват една дългогодишна мечта на учените и на специалистите от индустрията. Създават лазерна рентгенова „светлина“ с нови свойства. Един четиримерен рентгенов микроскоп, който използва такава светлина, би могъл да види обекти с резолюция от порядъка на атома, като едновременно проследява и най-бързите процеси, протичащи в нашия естествен свят. Това е нещо принципно различно от досегашните технологии, които даваха възможност за получаването на смайващи 3D изображения, но четвъртото измерение оставаше невидимо. Сега за първи път свръхбързите процеси може да се наблюдават
едновременно във времето и в пространството
Ако камерата на мобилен телефон би могла да „замрази“ във времето свърхзвуков самолет, то се очаква тези квантови рентгенови лъчи да „замразяват“ във времето дори и най-бързите квантови обекти извън ядрото на атома - електроните. Все неща, непосилни за човешките технически възможности. До днес. Това вече не звучи като научна фантастика, превръща се в реалност благодарение на научната дързост на двамата българи, възпитаници на школата на Теодосий Теодосиев. Те мечтаят да пренесат технологиите си в България, в български институти и лаборатории. Да помогнат на Родината си, както са го правили българските възрожденци. Макар и невидима за човешкото око, тази нова лазерна рентгенова „светлина“ е най-ефективният начин, по който може да се концентрира енергия във времето и пространството. До степен, до каквато това е фундаментално ограничено само от квантовата природа на светлината. При това двамата братя създават първия аналог не на един, а на много лазерни източници на рентгенова светлина. Те заедно сякаш оперират едновременно, но всъщност представляват един-единствен рентгенов суперлазер с гребеноподобен спектър от голям брой невидими „цветове“.
Не е фантастика, става дума за чиста наука
Учените обясняват, че са разработили най-практичния и опростен метод ефектът да се получи от само себе си – всичко се прави в момента на сътворяването на рентгеновите фотони – без допълнителни сложни физични процеси. Компресията във времето, която също става автоматично, е с времева продължителност 100 атосекунди (1 атосекунда е равна на 1 милиардна от милиардната от една секунда) и може да се подобрява до още по-къси времеви интервали, ако се прибавят допълнителни невидими рентгенови цветове. Новото откритие на братя Попминчеви е като момент от „Завръщане в бъдещето“ – първите хармонични в газови среди са открити през 1987 г. също чрез използване на ултравиолетов лазер с основната разлика, че хармоничните са били неизползваеми – липсвало е интуитивно обобщеното разбиране от бъдещето как да се синхронизира излъчване от много атоми, което дава рекордно усилване.
Най-висока е ефективността на излъчване на един изолиран атом при „дирижиране“ с ултравиолетов лазер – или когато електроните струни са къси. Най-интересното е, че този нов ярък рентген има гребеноподобен спектър от добре разграничени цветове, противоположно на рентгена, генериран от екипа преди няколко години. Тогава за „диригент“ е използван инфрачервен лазер и е генерирана бяла светлина в рентгеновия спектър. (Както знаем от училище, бялата светлина се получава като съвкупност от всички цветове на дъгата.) Забележително е, че вече имаме два взаимно допълващи се фундаментални метода, където
„дирижиращите“ лазери усилват лъчение
с различни свойства, идеални за различен тип взаимно допълващи се приложения! На практика рентгеновите лазерни лъчи, получени от инфрачервен лазер, представляват невидима „бяла“ рентгенова светлина (това е спектърът „бяла светлина“), съдържащи абсолютно всички цветове на дъгата, и могат да разграничат свърхбързото функциониране на огромен брой отделни химични елементи в наноструктури. Докато рентгеновите лазерни лъчи, получени от ултравиолетов лазер (спектърът „гребен“), могат да виждат много по-фини структури. Щастлива случайност или не, и двете открития са публикувани в топ журнала за наука Science и са придружени от патенти. И двете поставят основите на азбуката на усилването на рентгеновите лъчи, които могат да се нарекат „квантови рентгенови лъчи“, в отличие от радиацията от рентгеновата крушка на Вилхелм Рентген. Всичко това се побира в портативен апарат, опериращ с нова квантова азбука! А може би нова гама от ноти?
