اخبار – مانند سایر انواع نور، اشعه ایکس می تواند اشکال مختلفی داشته باشد، از دوربینی که دندانپزشک شما برای تابش نور بر روی دندان های شما استفاده می کند تا پرتوهای بسیار قوی تر تولید شده توسط منبع فوتون پیشرفته (APS)، وزارت انرژی ایالات متحده. DOE) دفتر خدمات کاربر علوم در آزمایشگاه ملی آرگون DOE. سوهام ساها در حال تحقیق بر روی روش هایی برای تولید اشعه ایکس است که دسترسی به اشعه ایکس را در تعدادی از زمینه های علمی بسیار آسان تر می کند.
سها دکترای خود را دریافت کرد. در رشته مهندسی برق در سال 2021 از دانشگاه پردو، جایی که او در رشته اپتیک و علم مواد تحصیل کرد. وی پیش از آن مدرک لیسانس و فوق لیسانس خود را در رشته مهندسی برق از دانشگاه ملی سنگاپور دریافت کرده بود. او در پاییز 2022 به عنوان محقق ماریا گوپرت مایر به آرگون پیوست.
کمک هزینه تحصیلی ماریا گوپرت مایر یک جایزه بین المللی است که به دانشجویان و مهندسان برجسته دکترا اعطا می شود تا به آنها کمک کند تا شغل خود را در محیط تحقیقاتی پر تاثیر آرگون توسعه دهند. این بورسیه از ماریا گوپرت مایر، فیزیکدان نظری که در سال 1963 جایزه نوبل فیزیک را به خاطر کارش در آرگون در ارائه یک مدل ریاضی برای ساختار پوشش های هسته ای هسته اتم، برنده شد، تجلیل می کند. این کمک هزینه تحصیلی به دانشمندان در مراحل اولیه شغلی این فرصت را می دهد که با حمایت یک حامی مالی و حداکثر سه سال بودجه، مسیرهای تحقیقاتی خود را دنبال کنند.
در اینجا سها از حرفه و تجربه خود در این برنامه می گوید.
س: در Argonne چه کار می کنید؟
آ: این کار من است که انجام دهم منابع اشعه ایکس استفاده از لیزرهای نوری به عنوان منبع ایده این است که یک پرتو لیزر بسیار شدید که در طول موج طولانی کار می کند گرفته و آن را بر روی یک ماده خاص بتابانیم. هنگامی که نور لیزر از سطح یک ماده منعکس می‌شود، می‌تواند یک فوتون پرتو ایکس با انرژی بالا (طول موج کوتاه) را از طریق فرآیندی به نام تولید هارمونیک بالا ایجاد کند. یک کاربرد احتمالی این فناوری می تواند کوچک کردن دستگاه های اشعه ایکس به اندازه یک تراشه کامپیوتری باشد.
راه های دیگری برای تولید اشعه ایکس وجود دارد، مانند شتاب دهنده ذرات در APS. اما تولید هارمونیک بالا راهی برای ساخت پرتوهای ایکس کم‌قدرت – هرچند بسیار مفید – با خواص نوری قابل کنترل مانند دامنه، فاز و پلاریزاسیون ارائه می‌کند. تولید هارمونیک بالا همچنین می تواند پالس های آتوثانیه ای تولید کند که می تواند برای مطالعه رفتار الکترون ها مورد استفاده قرار گیرد. اگر به نظر آشنا به نظر می رسد، به این دلیل است که جایزه نوبل فیزیک 2023 به تیمی تعلق گرفت که اولین بار این پالس های فوق کوتاه را تولید کرد – یک آتوثانیه یک میلیاردم یک میلیاردم ثانیه است. فرآیندهای آتوثانیه برای بسیاری از مکانیسم ها در زیست شناسی، شیمی و فیزیک مهم هستند.
س: چرا منابع کوچک اشعه ایکس مطلوب هستند؟
آ: ساخت اشعه ایکس از لیزر به ما درجه کنترل بیشتری می دهد. ما می توانیم خواص پرتو ایکس را دستکاری کنیم تا نگاهی دقیق تر به انواع مختلف مواد داشته باشیم. همچنین می توانید انتقال این فناوری را به بخش پزشکی تصور کنید، جایی که می توانید یک اسکن بسیار موضعی از قسمتی از بدن را با مقدار مناسب تابش اشعه ایکس انجام دهید.
اگر بتوانیم یک منبع اشعه ایکس با انرژی و کارایی بالا داشته باشیم، یکی از کارهایی که قطعا انجام می دهد این است که قیمت فناوری معمولی اشعه ایکس را که امروزه در آزمایشگاه ها استفاده می کنیم، کاهش دهیم.
س: چرا این بورسیه برای شما جذابیت داشت؟
آ: بزرگترین چیزی که من را به این بورسیه جذب کرد، آزادی عظیمی است که برای پیشنهاد پروژه از ابتدا به من داد. من همچنین می‌خواستم از رشته اصلی خود در ساخت سازه‌های نوری که با نور سنتی کار می‌کنند به کار با اپتیک‌های پرانرژی گذر کنم. با این بورسیه دیدم که می‌توانم از تجربیاتم استفاده کنم اما در زمینه‌ای کمی متفاوت کار کنم و می‌توانم انعطاف‌پذیری داشته باشم تا رویکردهای متفاوتی را برای حل این مشکل دنبال کنم. و در Argonne، من به تخصص زیادی در زمینه های مختلف علمی دسترسی دارم. من هم از Argonne استفاده می کنم مرکز مواد نانومقیاس (یک مرکز کاربر دفتر علوم DOE) برای ساختن ساختارهای نانومقیاس برای تحقیقاتم و مشخص کردن آنها با لیزرهای پرقدرت.
س: چگونه به این موضوع علاقه مند شدید؟
آ: یکی از خاله هایم سرطان گرفته بود و خیلی دیر شده بود. درمان او شامل استفاده از پرتودرمانی اشعه ایکس برای از بین بردن سلول های سرطانی بود. من به این فکر می کردم که با تولید هارمونیک بالا، شاید در مرحله ای بتوانیم تولید اشعه ایکس را با چنان دقتی آغاز کنیم که بتوانید آنها را تا اندازه سلولی برای کاربردهای پزشکی متمرکز کنید. تمام این ایده ها در سرم می چرخید. من با سرپرست فعلی ام در اینجا، ریچ شالر، همکاری داشتم و از او پرسیدم که آیا این ایده خوبی برای نوشتن است؟ گفت حتما امتحان کنیم.
س: وقتی از کار دور هستید دوست دارید چه کار کنید؟
آ: یکی از سرگرمی های من نوشتن داستان های علمی تخیلی است و اخیراً طرح های پرتره زیادی انجام می دهم. من همچنین دو گربه دارم که کمی زمان می برد. گاهی که برای چند هفته آزمایش ندارم و شبیه سازی می کنم، داده ها را پردازش می کنم و از خانه می نویسم، بچه گربه بزرگ می کنم.
س: چه توصیه ای برای افراد علاقه مند به حرفه شما دارید؟
آ: انتخاب پروژه ای که واقعاً می خواهید انجام دهید بسیار مهم است. تصمیم نگیرید، “خوب، من فقط این یک پروژه را انجام می دهم، و پس از اتمام، آنچه را که می خواهم انجام می دهم.” همیشه یک جریان بی پایان از پروژه ها وجود خواهد داشت که دیگران از شما می خواهند انجام دهید، اما شما باید تا بفهمی واقعا چه چیزی را دوست داری هنگامی که چیزی را پیدا کردید، باید به آن پایبند باشید و مطمئن شوید که حواس شما پرت نمی شود.
