Wissenschaftler schufen schärfere, mehrfarbige Gammastrahlen mit geformten Laserpulsen, die kompakte, stimmbare Quellen für medizinische und industrielle Anwendungen ermöglichen. Scientists created sharper, multicolor gamma-ray beams using shaped laser pulses, enabling compact, tunable sources for medical and industrial use.

Wissenschaftler von Skoltech, MEPHI und dem Dukhov-Institut haben eine neue Methode entwickelt, um schärfere, mehrfarbige Gammastrahlen mit nichtlinearer Comptonstreuung herzustellen. Scientists from Skoltech, MEPhI, and the Dukhov Institute have developed a new method to produce sharper, multicolor gamma-ray beams using nonlinear Compton scattering. Indem sie mehrere Laserpulse zu präzisen zeitlichen Mustern wie Flat-Top- oder Treppenwellenformen formten, minimierten sie die spektrale Verbreiterung, die durch schwankende Laserintensität verursacht wurde. By shaping multiple laser pulses into precise temporal patterns like flat-top or staircase waveforms, they minimized spectral broadening caused by fluctuating laser intensity. Dies ermöglicht es Elektronen, Gammastrahlen unter nahezu konstantem Lichtdruck auszustrahlen, wodurch schmale, hochhelle Spektrallinien entstehen. This allows electrons to emit gamma rays under near-constant light pressure, generating narrow, high-brightness spectral lines. Die Technik ermöglicht es einer einzigen Interaktion, mehrere unterschiedliche Gamma-Strahlenenergien gleichzeitig zu erzeugen und bietet Vorteile für die medizinische Bildgebung, Materialanalyse und Isotopenproduktion. The technique enables a single interaction to produce multiple distinct gamma-ray energies simultaneously, offering advantages for medical imaging, material analysis, and isotope production. Im Gegensatz zu herkömmlichen Quellen sind diese lasergetriebenen Strahlen kompakt, stimmbar und spektral sauber. Unlike traditional sources, these laser-driven beams are compact, tunable, and spectrally clean. Der Ansatz unterstützt digitale Design-Tests und könnte die Entwicklung von Anlagen der nächsten Generation wie die geplante Intense Compton Radiation Line Russlands beschleunigen. The approach supports digital design testing and could accelerate development of next-generation facilities like Russia’s planned Intense Compton Radiation line. Die Ergebnisse wurden im Physical Review A veröffentlicht. Findings were published in Physical Review A.