Университет Пенсильвании разгадал тайну механизмов рентгеновских лучей
Учёные Университета штата Пенсильвания раскрыли механизм усиления энергии электронов в рентгеновском излучении. Исследование показало, что вид и материал электродов существенно влияют на интенсивность этого явления, открывая перспективы для улучшения рентгеновских аппаратов.
Исследователи из Университета штата Пенсильвания раскрыли секрет механизма рентгеновского излучения. Достижения научной работы представлены в издании Physical Review Letters.
В ходе экспериментов, где электроны ускоряются в пространстве между двумя электродами как в газовой, так и в вакуумной среде, была зафиксирована энергия электронов, в два-три раза превышающая предполагаемое значение относительно приложенного напряжения. Это загадочное явление объясняется процессом энергетической обратной связи, который обеспечивает накопление дополнительной энергии в системе.
В рамках исследования учёные использовали метод моделирования для изучения взаимодействий между электронами и рентгеновскими фотонами, возникающими при ударе электронов о поверхность электрода. Часть этих фотонов распространяется обратно, провоцируя эмиссию новых электронов с увеличенной энергией. Этот процесс повторяется, что способствует дальнейшему увеличению энергии, объясняя её превышение в системе.
Исследование выявило, что конфигурация и материал электродов играют существенную роль в интенсивности наблюдаемого феномена. Наибольшая эффективность достигается при использовании плоских электродов с обширной областью взаимодействия. В то время как электродами игольчатой формы, обладающими меньшей площадью, электроэнергия минимизируется, что обусловлено оптимизацией взаимодействия фотонов и электронов.
Эти открытия способны стимулировать дальнейшие исследования в области генерации энергичных электронов из твердых материалов, открывая путь к созданию более быстрых, легких и компактных рентгеновских устройств.