Los investigadores de Technion han desarrollado fuentes de radiación precisas que se espera que conduzcan a avances en las imágenes médicas y otras áreas. Han desarrollado fuentes de radiación precisas que pueden reemplazar las costosas y engorrosas instalaciones que se utilizan actualmente para tales tareas. El aparato sugerido produce radiación controlada con un espectro estrecho que se puede sintonizar con alta resolución, con una inversión energética relativamente baja. Es probable que los hallazgos conduzcan a avances en una variedad de campos, incluido el análisis de sustancias químicas y materiales biológicos, imagenes medicas, Equipos de rayos X para controles de seguridad. y otros usos de fuentes de rayos X precisas.

Publicado en la revista Fotónica de la naturaleza , el estudio fue dirigido por el profesor Ido Kaminer y el alumno de su maestría Michael Shentcis como parte de una colaboración con varios institutos de investigación del Technion:la Facultad de Ingeniería Eléctrica Andrew y Erna Viterbi, el Instituto de Estado Sólido, el Instituto de Nanotecnología Russell Berrie (RBNI), y el Centro Helen Diller de Ciencia Cuántica, Materia e Ingeniería.

El artículo de los investigadores muestra una observación experimental que proporciona la primera prueba de concepto para los modelos teóricos desarrollados durante la última década en una serie de artículos constitutivos. El primer artículo sobre el tema también apareció en Fotónica de la naturaleza . Escrito por el profesor Kaminer durante su posdoctorado en el MIT, bajo la supervisión del Prof. Marin Soljacic y el Prof. John Joannopoulos, ese artículo presentó teóricamente cómo los materiales bidimensionales pueden crear rayos X. Según el profesor Kaminer, "Ese artículo marcó el comienzo de un viaje hacia las fuentes de radiación basadas en la física única de materiales bidimensionales y sus diversas combinaciones:heteroestructuras. Nos hemos basado en el avance teórico de ese artículo para desarrollar una serie de artículos de seguimiento, y ahora, nos complace anunciar la primera observación experimental sobre la creación de radiación de rayos X a partir de dichos materiales, controlando con precisión los parámetros de radiación ".

Los materiales bidimensionales son estructuras artificiales únicas que tomaron por asalto a la comunidad científica alrededor del año 2004 con el desarrollo del grafeno por parte de los físicos Andre Geim y Konstantin Novoselov. quien más tarde ganó el Premio Nobel de Física en 2010. El grafeno es una estructura artificial de un solo espesor atómico hecha de átomos de carbono. Las primeras estructuras de grafeno fueron creadas por los dos premios Nobel despegando capas delgadas de grafito, el "material de escritura" del lápiz, usando cinta adhesiva. Los dos científicos y los investigadores posteriores descubrieron que el grafeno tiene propiedades únicas y sorprendentes que son diferentes de las propiedades del grafito:inmensa fuerza, transparencia casi completa, conductividad eléctrica, y capacidad de transmisión de luz que permite la emisión de radiación, aspecto relacionado con el presente artículo. Estas características únicas hacen que el grafeno y otros materiales bidimensionales sean prometedores para las generaciones futuras de sensores químicos y biológicos. células solares, semiconductores, monitores, y más.

Otro premio Nobel que conviene mencionar antes de volver al presente estudio es Johannes Diderik van der Waals, que ganó el Premio Nobel de Física exactamente cien años antes, en 1910. Los materiales que ahora llevan su nombre, materiales vdW, son el foco de la investigación del profesor Kaminer. El grafeno también es un ejemplo de material vdW, pero el nuevo estudio ahora encuentra que otros materiales avanzados de vdW son más útiles para producir rayos X. Los investigadores del Technion han producido diferentes materiales vdW y han enviado haces de electrones a través de ellos en ángulos específicos que condujeron a la emisión de rayos X de una manera controlada y precisa. Es más, los investigadores demostraron una sintonización precisa del espectro de radiación con una resolución sin precedentes, utilizando la flexibilidad en el diseño de familias de materiales vdW.

El nuevo artículo del grupo de investigación contiene resultados experimentales y una nueva teoría que, en conjunto, proporcionan una prueba de concepto para una aplicación innovadora de materiales bidimensionales como un sistema compacto que produce una radiación controlada y precisa.

"El experimento y la teoría que desarrollamos para explicarlo hacen una contribución significativa al estudio de las interacciones luz-materia y allanan el camino para diversas aplicaciones en la obtención de imágenes de rayos X (rayos X médicos, por ejemplo), Espectroscopia de rayos X utilizada para caracterizar materiales, y futuras fuentes de luz cuántica en el régimen de rayos X, "dijo el profesor Kaminer.