A Novosibirsk Free Electron Laser (FEL) egy nagy létesítmény a különböző tudományos területeken végzett kutatásokhoz. A "Szinkrotron és Terahertz Sugárzás Szibériai Központja " egyik fő felhasználói létesítménye , amely a Novoszibirszki Akadémián [1] található .
2003-ban befejeződött a telepítés első szakasza - egy 12 MeV energiával és 220-90 mikron hullámhosszúságú terahertzes lézert indítottak el. 2009-ben egy második lézert aktiváltak, 22 MeV energiájú elektronsugarakkal, ennek a lézernek a sugárzása az infravörös tartományban van (hullámhossz - 80-35 mikron). A harmadik lézer üzembe helyezése 2015-ben fejeződött be, 40 MeV energiával működik 5-15 mikron tartományban [2] .
A FEL emissziós frekvencia a spektrum terahertzes és infravörös tartományának széles tartományában változhat. Az elektronok forrása a lézerben egy többfordulatú, energia-visszanyeréssel rendelkező gyorsító, amely öt egyenes vonalú réssel rendelkezik, amelyek közül három különböző hullámhossz-tartományban működő szabad elektronlézerrel van felszerelve (90-240 µm az első, 37-80 µm). a másodiknál 37-80 µm a harmadiknál - 5-20 µm) [3] .
A szabad elektronlézert biológia, orvostudomány, fizika, kémia és anyagtudományi kísérletekhez használják. Lehetővé teszi a monomolekuláris mágnesek mágnesezettségének manipulálásának lehetőségeinek feltárását, segítségével kísérleteket végeznek a terahertz sugárzás vízgőzben történő elnyelésével, tanulmányozzák a terahertz sugárzás bioorganizmusokra gyakorolt hatását [4] .
A FEL segítségével tanulmányt végeztek a terahertz sugárzás élő sejtekre gyakorolt hatásáról. A kísérletet Alexander Savelievich Ratushnyak , az Orosz Tudományos Akadémia Szibériai Kirendeltsége Számítástechnikai Intézetének munkatársa végezte . A tudós a terahertz sugárzást az idegsejtekre összpontosította. Általában ezek a sejtek a szervezetből való eltávolításuk és tápközegbe kerülésük után elkezdenek mozogni és csoportokba egyesülni, új ideghálózatot hozva létre, miközben speciális folyamatokkal rendelkeznek. A terahertzes sugárzásnak kitéve azonban egy ideig stacioner állapotban voltak, majd a folyamatok helyett a neuronokra atipikus "csápok" jelentek meg. Emellett igyekeztek elhagyni a sugárzási zónát [5] .
Izomszövetre gyakorolt hatásokA Kémiai Kinetikai és Égési Intézet , a Nukleáris Fizikai Intézet és a Novoszibirszki Állami Orvostudományi Egyetem kutatói a fókuszált, nagy teljesítményű terahertz sugárzás hatását vizsgálták tehenek és patkányok izomszöveteire FEL segítségével, és a besugárzás következtében specifikus károsodás következett be. . Az orvostudományban széles körben használt CO2 lézerrel végzett hasonló kísérlet kimutatta, hogy az izomrostok periodikus károsodása csak a FEL-en besugárzott mintákban rejlik, míg a CO2 lézer nem adott hasonló eredményt [6] .
A szabad elektronlézert az Orosz Tudományos Akadémia Szibériai Fiókjának Nemzetközi Tomográfiai Központja használja monomolekuláris mágnesek tanulmányozására, a jövőben a tervek szerint ultra-nagy sűrűségű információrögzítést biztosítanak hordozón. . E vizsgálatok eredményeit a Journal of Magnetic Resonance [7] [8] folyóiratban publikálták .
A FEL-lel végzett munka során az egyik tudós myogén kontraktúrát fejlesztett ki a karján . Mivel a terahertz sugárzás nem látható, csak hő jelenlétéből ismerhető meg. A dolgozó folyamatosan a kezével ellenőrizte a gerenda meglétét, aminek következtében kár érte. Egy idő után azonban a felső végtag működése helyreállt [5] .