Исследователи АГУ используют алмазы для производства электроэнергии

Примечание редактора: Это четвертая часть серии из пяти частей, посвященной исследователям, работающим над компактным рентгеновским лазером на свободных электронах ASU. Прочтите другие выпуски: вопросы и ответы с профессором Риджентс Петрой Фромм, главным научным сотрудником лабораторий CXFEL Уильямом Грейвсом, директором лабораторий CXFEL Робертом Кайндлом и главным инженером CXFEL Марком Холлом.

Будучи студентом, Сэм Тейтельбаум рассматривал физику очень узко. Доцент Сэм Тейтельбаум Скачать полное изображение

«Теперь я понимаю, что физика — это инструмент, который можно взять с собой куда угодно, образ мышления, который можно использовать для решения множества различных задач», — говорит он.

Тейтельбаум применяет этот подход в своей работе по созданию компактного рентгеновского оборудования в Институте биодизайна Университета штата Аризона. Доцент кафедры физики и ключевой сотрудник Центра биодизайна прикладных структурных открытий, Тейтельбаум помогает руководить разработкой компактного рентгеновского лазера на свободных электронах, или CXFEL.

В этих вопросах и ответах Тейтельбаум рассказывает о своем влиянии и увлечениях, своем путешествии в АГУ и о том, как некоторые из его важных вопросов о физике, когда он был студентом бакалавриата, прошли полный круг с CXFEL.

Вопрос: Какова ваша роль в CXFEL Labs?

Отвечать: Формально я отвечаю за разработку приложений квантовых материалов в предложении CXFEL. Я также отвечаю за часть лазерных систем CXFEL, в частности за геометрию обгона.

Неофициально я работаю как экспериментатор, который любит устранять неполадки. Это означает, что изо дня в день я обычно нахожусь в лабораториях CXFEL, помогая студентам работать с лазерами или собирать инструменты, и просто быть рядом, чтобы помочь. В лабораториях есть гравитационное притяжение. Инструментов очень много, и, в отличие от большой национальной лаборатории, вы можете работать со всеми ними и учить студентов ими пользоваться. Это действительно веселое место.

Вопрос: Какой опыт вы привнесете в команду?

А: В своих исследованиях я использую такие вещи, как лазеры на свободных электронах, настольные лазеры и синхротроны, чтобы понять, как трансформируются материалы. Возьмем, к примеру, воду: лед тает, когда нагревается. Но температура — это всего лишь случайное движение атомов, энергия, вложенная в материал в виде шума. И нужно время, чтобы этот шум появился. Используя наши инструменты, мы могли бы многое узнать о свойствах материи, наблюдая за ней в очень быстрых временных масштабах, в которых действуют ее отдельные молекулы. Потенциально мы могли бы заставить материалы претерпевать трансформации, называемые фазовыми переходами, которые происходят настолько быстро, что вы даже не можете сказать, что существует температура, потому что не было достаточно времени для накопления этого шума. Можем ли мы создать новые фазы материи, воспользовавшись идеей о том, что материалам не нужна температура?

Итак, что я привношу в CXFEL, так это мой опыт экспериментатора, который помогает нам разрабатывать компактный источник рентгеновского излучения и адаптировать эксперименты, которые я проводил с настольными лазерами и синхротронами, к нашей работе здесь.

Вопрос: Как ваша академическая карьера подготовила вас к работе в лабораториях CXFEL?

А: Я защитил докторскую диссертацию в Массачусетском технологическом институте, где работал над формированием лазерных импульсов, чтобы они могли прибывать в нужное место в нужное время и лучше изучать материалы. Обычно, когда мы проводим эти эксперименты, мы хотим, чтобы материал вернулся к тому состоянию, в котором он был до того, как на него попал лазерный импульс, потому что мы хотим повторить эксперимент миллионы раз. Если он не вернется в прежнее состояние, вам нужно найти способ получить всю необходимую информацию из одного лазерного импульса.

Оказывается, те же методы, которые я использовал для получения всей информации о материалах за один лазерный импульс, мы используем и для создания лазерного ондулятора в CXFEL. Заставить лазерные импульсы делать гимнастику — чрезвычайно полезная концепция, которая позволяет нам делать все: от манипулирования материалами до извлечения из них полезной информации.