Channeling and Radiation in Periodically Bent Crystals

توسعه منابع تابش منسجم برای طول موج های زیر آنگستروم - یعنی در محدوده پرتو ایکس سخت و پرتو گاما - یک هدف چالش برانگیز فیزیک مدرن است. در دسترس بودن چنین منابعی کاربردهای زیادی در علوم پایه، فناوری و پزشکی خواهد داشت و به ویژه، ممکن است تأثیر انقلابی بر فیزیک هسته ای و حالت جامد و همچنین بر علوم زیستی داشته باشد. لیزرهای پیشرفته کنونی قادر به انتشار تابش الکترومغناطیسی از مادون قرمز به فرابنفش هستند، در حالی که لیزرهای الکترون آزاد (X-FELs) اکنون وارد ناحیه نرم اشعه ایکس می شوند. با این حال، حرکت بیشتر، یعنی به سمت باند سخت پرتو ایکس و/یا گاما، بدون رویکردها و فن‌آوری‌های جدید امکان‌پذیر نیست.

در این کتاب، یکی از این رویکردهای جدید را معرفی و مورد بحث قرار می‌دهیم - تشعشعات تشکیل‌شده در یک کریستالی Undulator - به موجب آن تشعشعات الکترومغناطیسی توسط دسته‌ای از ذرات فوق نسبیتی ایجاد می‌شود که از طریق یک ساختار کریستالی خمیده دوره‌ای هدایت می‌شوند. تحت شرایط خاصی، چنین دستگاهی می تواند تشعشعات تک رنگ خود به خودی شدیدی ساطع کند و حتی به انسجام منابع نور لیزر برسد.

خوانندگان با فیزیک بنیادی زیرین ارائه می شوند و با پیشرفت های نظری، تجربی و فناوری آشنا می شوند. ساخته شده در طول یک و نیم دهه گذشته در کاوش ویژگی های مختلف تحقیقات در مورد امواج کریستالی. این تحقیق از دانش بسیاری از زمینه های تحقیقاتی - مانند علم مواد، فیزیک پرتوها، فیزیک تشعشعات، فیزیک حالت جامد و آکوستیک استفاده می کند. بر این اساس، اهتمام بسیاری از سوی نویسندگان صورت گرفته است تا کتاب در این زمینه تا حد امکان خودکفا باشد تا مقدمه مفیدی از این حوزه نوظهور در اختیار خوانندگان وسیعی از محققان و دانشمندان با سوابق مختلف قرار گیرد. p>

این ویرایش جدید برای در نظر گرفتن پیشرفت‌های اخیر در این زمینه، بازبینی و گسترش یافته است.

The development of coherent radiation sources for sub-angstrom wavelengths - i.e. in the hard X-ray and gamma-ray range - is a challenging goal of modern physics. The availability of such sources will have many applications in basic science, technology and medicine and in particular, they may have a revolutionary impact on nuclear and solid state physics, as well as on the life sciences. The present state-of-the-art lasers are capable of emitting electromagnetic radiation from the infrared to the ultraviolet, while free electron lasers (X-FELs) are now entering the soft X-ray region. Moving further, i.e. into the hard X and/or gamma ray band, however, is not possible without new approaches and technologies.

In this book we introduce and discuss one such novel approach -the radiation formed in a Crystalline Undulator - whereby electromagnetic radiation is generated by a bunch of ultra-relativistic particles channeling through a periodically bent crystalline structure. Under certain conditions, such a device can emit intensive spontaneous monochromatic radiation and even reach the coherence of laser light sources.

Readers will be presented with the underlying fundamental physics and be familiarized with the theoretical, experimental and technological advances made during the last one and a half decades in exploring the various features of investigations into crystalline undulators. This research draws upon knowledge from many research fields - such as materials science, beam physics, the physics of radiation, solid state physics and acoustics, to name but a few. Accordingly, much care has been taken by the authors to make the book as self-contained as possible in this respect, so as to also provide a useful introduction to this emerging field to a broad readership of researchers and scientist with various backgrounds.

This new edition has been revised and extended to take recent developments in the field into account.