На ускорителе BESSY II в Берлине запущен первый и пока единственный в Европе TES-спектрометр, работающий на синхротронном источнике. Детальное описание новинки приведено в журнале Review of Scientific Instruments.
Такие источники синхротронного излучения, как BESSY II, дают интенсивное, очень яркое рентгеновское излучение, позволяющее исследовать самые разные образцы. Однако методы рентгеновской эмиссионной спектроскопии (XES) и резонансного неупругого рентгеновского рассеяния (RIXS), в которых регистрируются фотоны, испущенные образцом, крайне требовательны к интенсивности падающего пучка. Поэтому до сих пор XES и RIXS применялись преимущественно для изучения проб с высокой концентрацией и объемным материалам.
Кроме того, некоторые измерения методами XES и RIXS, которые раньше занимали часы, с помощью новой установки теперь можно выполнить за считанные минуты.
Как это устроено
Матричный TES-спектрометр включает 248 датчиков, переходящих в сверхпроводящее состояние при охлаждении до 25 милликельвинов. Такая низкая температура достигается с помощью рефрижератора растворения на He⁴-He³, похожего на те, что применяются для охлаждения квантовых компьютеров. Когда образец облучают рентгеновскими лучами, он сам начинает испускать фотоны. Они попадают на отдельные датчики матрицы, вызывая резкий локальный нагрев, который на мгновение разрушает сверхпроводимость. Это приводит к скачку сопротивления датчика, который регистрируется матрицей сверхпроводящих квантовых интерферометров.
Космическая разработка
Изначально TES-спектрометры разрабатывались для астрофизических задач, где необходимо регистрировать предельно слабые потоки фотонов. С 2010-х им нашли применение на Земле. До сих пор в мире работало пять таких спектрометров на рентгеновских источниках - четыре в США и один в Японии. Еще одним стал синхротронный TES-спектрометр в Берлине. "Мы ждем ярких исследовательских предложений от наших пользователей", - заключил Деккер.
