Röntgenstrålar är vanligtvis svåra att rikta och vägleda. Röntgenfysiker vid Högskolan i Göttingen har utvecklat en ny metod med vilken röntgenstrålarna kan sändas ut mer exakt i en riktning. Att göra detta, forskarna använder en struktur av tunna lager av material med olika densiteter av elektroner för att samtidigt avleda och fokusera de genererade strålarna. Resultaten av studien publicerades i tidskriften Vetenskapens framsteg .

För att generera röntgenstrålar i vanliga röntgenrör, elektroner som har accelererats av en hög spänning, kolliderar med en metallanod. Atomerna i metallen avböjer och saktar ner elektronerna på deras väg, eller så exciterar elektronerna metallatomerna för att avge strålning när de stöter på varandra. Både retardationen av elektronerna och excitationen av metallatomerna resulterar i att röntgenstrålning sänds ut. Tyvärr, strålningen emitteras lika i alla riktningar och är då svår att rikta in i en fokuserad stråle. Dessutom, vågfronten för de utsända röntgenstrålarna är helt slumpmässig och oordnad.

Fysiker vid Institutet för röntgenfysik vid Göttingen universitet har nu observerat en ny effekt när anoden ersätts av en lämplig struktur av tunna lager av material med olika elektrondensiteter. Tjockleken på "smörgåsstrukturen" måste vara några miljondelar av en millimeter. Om en viss sekvens av lager väljs, röntgenstrålarna kan styras. "När de accelererade elektronerna träffade denna sandwichstruktur, vinkelspektrumet för de genererade röntgenstrålarna förändras, säger Malte Vassholz, tidningens första författare. Han fortsätter med att säga, "Röntgenstrålarna genereras företrädesvis och riktas parallellt med skikten, som fungerar som en vågledare, liknande en optisk fiber."

Detaljerade numeriska beräkningar gör att resultaten kan återges i en modell och beräknas för ett givet val av struktur. "Enligt våra beräkningar, effekten skulle kunna förstärkas ytterligare genom att optimera strukturen. Detta skulle göra det möjligt för oss att generera röntgenstrålning med högre briljans, ", tillägger professor Tim Salditt. Förhoppningen är att röntgenmätningar, som hittills bara varit möjliga vid stora acceleratorer som elektronsynkrotronen i Hamburg, kan också föras in i laboratoriet i viss mån. "Tillämpningar av röntgenbilder för mikroskopiskt små och lågkontrastobjekt - som mjuka biologiska vävnader - är särskilt intressanta, säger Salditt.