Jsou diamanty skutečně věčné? Vydrží ozáření rentgenovým laserem?

Text

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.

13.png
Popis
Místní poškození diamantu způsobená fokusovaným svazkem rentgenového laseru s volnými elektrony, jak je vidíme v Nomarského (DIC – differential interference contrast) mikroskopu.