Les rayons X sont généralement difficiles à diriger et à guider. Les physiciens des rayons X de l'Université de Göttingen ont développé une nouvelle méthode avec laquelle les rayons X peuvent être émis plus précisément dans une direction. Pour faire ça, les scientifiques utilisent une structure de fines couches de matériaux avec différentes densités d'électrons pour simultanément dévier et focaliser les faisceaux générés. Les résultats de l'étude ont été publiés dans la revue Avancées scientifiques .

Pour générer des rayons X dans des tubes à rayons X ordinaires, électrons qui ont été accélérés par une haute tension, heurter une anode métallique. Les atomes du métal dévient et ralentissent les électrons sur leur chemin, ou les électrons excitent les atomes métalliques à émettre un rayonnement lorsqu'ils se heurtent les uns aux autres. Tant la décélération des électrons que l'excitation des atomes métalliques entraînent l'émission de rayons X. Malheureusement, le rayonnement est émis de manière égale dans toutes les directions et est alors difficile à diriger dans un faisceau focalisé. En outre, le front d'onde des rayons X émis est complètement aléatoire et désordonné.

Des physiciens de l'Institut de physique des rayons X de l'Université de Göttingen ont maintenant observé un nouvel effet lorsque l'anode est remplacée par une structure appropriée de couches minces de matériaux avec différentes densités d'électrons. L'épaisseur de la "structure sandwich" doit être de quelques millionièmes de millimètre. Si une séquence particulière de couches est choisie, les rayons X peuvent être guidés. "Quand les électrons accélérés frappent cette structure sandwich, le spectre angulaire des rayons X générés change, " dit Malte Vassholz, premier auteur de l'article. Il poursuit en disant, « Les rayons X sont préférentiellement générés et dirigés parallèlement aux couches, qui agit comme un guide d'ondes, semblable à une fibre optique."

Des calculs numériques détaillés permettent de reproduire les résultats dans un modèle et de les calculer pour un choix de structure donné. « D'après nos calculs, l'effet pourrait être encore amélioré en optimisant la structure. Cela nous permettrait de générer un rayonnement X avec une brillance plus élevée, " ajoute le professeur Tim Salditt. L'espoir est que les mesures aux rayons X, qui n'ont été possibles jusqu'à présent que dans de grands accélérateurs tels que le synchrotron à électrons de Hambourg, peuvent également être amenés « dans le laboratoire » dans une certaine mesure. « Les applications de l'imagerie par rayons X pour des objets microscopiquement petits et à faible contraste, tels que les tissus biologiques mous, sont particulièrement intéressantes, " dit Salditt.