Populární knížka "Protřepat, nemíchat – James Bond a fyzika" [1] vymezuje oblast tzv. "bondovské fyziky". Ve filmové bondovce "Diamonds are forever" z roku 1971 uloupí padouch Blofeld diamanty, aby je využil ke stavbě ničivé zbraněs - obřího laseru. Ovšem nejen v říši filmových fantazií, ale i v reálné laserové vědě a technice se diamanty široce využívají. Extrémní ultrafialové a rentgenové lasery, jimiž se v Sekci 5 zabýváme, pracují s diamantovými optickými prvky a detektory. Na poměrně kuriózním poli "fyziky z bondovek" jsme se tak nedávno ocitli i my, a to při výzkumu mechanizmů poškození diamantu intenzivním krátkovlnným laserovým zářením. Diamantové vzorky jsme ozářili femtosekundovými impulzy záření laserů s volnými elektrony naladěnými na různé vlnové délky v extrémní ultrafialové (SCSS – SPring-8 Compact SASE Source v Japonsku) a měkké rentgenové oblasti (FLASH – Free electron LASer in Hamburg v Německu). Analýza Ramanových spekter prokázala v ozářených místech grafitizaci původně diamantového uhlíku. Pro popis fázové přeměny indukované měkkým rentgenovým zářením byl vyvinut a aplikován komplexní teoretický model [2]. Na něm založené počítačové simulace poskytly výsledky, které se velmi dobře shodují s naměřenými hodnotami a potvrzují, že grafitizace je zde netepelná – jde spíše o radiolytický než pyrolytický proces. Podařilo se nám ověřit hodnotu účinného průřezu atomárního fotoefektu indukovaného v uhlíku extrémním ultrafialovým a měkkým rentgenovým zářením což je prvním krokem k realistickému popisu interakce tohoto záření s různými uhlíkatými materiály včetně biomolekulárních soustav.
Místní poškození diamantu způsobená fokusovaným svazkem rentgenového laseru s volnými elektrony, jak je vidíme v Nomarského (DIC – differential interference contrast) mikroskopu.
[1] M. Tolan, J. Stolze, Geschüttelt nicht Gerührt. James Bond und die Physik, 4. Auflage, Piper, München-Zürich 2012.
[2] N. Medvedev, H. O. Jeschke, B. Ziaja, Nonthermal graphitization of diamond induced by a femtosecond X-ray laser pulse, Phys. Rev. B 88 (2013) 224304.
1 Université de Bordeaux, CEA, CNRS, CELIA, UMR 5107, F-33400 Talence, France
2 European XFEL GmbH, Albert-Einstein-Ring 19, D-22761 Hamburg, Germany
3 Center for Free-Electron Laser Science, Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY, Notkestrasse 85, D-22607 Hamburg, Germany
4 Institute of Physics, Academy of Sciences of the Czech Republic, Na Slovance 2, CZ-182 21 Prague 8, Czech Republic
5 HASYLAB/DESY, Notkestrasse 85, D-22607 Hamburg, Germany
6 Institut für Theoretische Physik, Goethe-Universität Frankfurt am Main, Max-von-Laue-Strasse 1, D-60438 Frankfurt, Germany
7 Institute of Physics Polish Academy of Sciences, Al. Lotników 32/46, PL-02-668 Warsaw, Poland
8 SLAC National Accelerator Laboratory, 2575 Sand Hill Road, Menlo Park, California 94025, USA
9 Dutch Institute for Fundamental Energy Research, P.O. Box 1207, NL-3430 BE Nieuwegein, The Netherlands
10 RIKEN/SPring-8 Kouto 1-1-1, Sayo, Hyogo 679-5148, Japan
11 Institute of Materials Research, Slovak Academy of Sciences, SK-04001 Kosice, Slovak Republic
12 Institute of Physics, P. J. Šafárik University, Park Angelinum, SK-04154 Kosice, Slovak Republic
13 Faculty of Nuclear Science and Physical Engineering, Czech Technical University, CR-11519 Prague 1, Czech Republic
14 Institute of Nuclear Physics, Polish Academy of Sciences, Radzikowskiego 152, PL-31-342 Krakow, Poland
Copyright © 2008-2014, Fyzikální ústav AV ČR, v. v. i.
