کنترل و هدایت پرتوهای ایکس به دلیل قدرت نفوذ بالای این پرتوها، کار بسیار دشواری به شمار می‌رود. در سال 2006 محققان ژاپنی روش‌ جدیدی را برای کنترل پرتوهای ایکس با استفاده از ایجاد ناهنجاری‌های یکنواخت بر روی بلور سیلیکون معرفی نمودند. اخیرا همین گروه از محققان موفق شده‌اند روشی برای کنترل و هدایت بهتر پرتوهای ایکس بیابند که بازدهی آن چند برابر روش قبلی است.

پرتوهای ایکس به راحتی از میان بیشتر مواد عبور می‌کنند. این امر در عین آنکه فوتون‌های ایکس را برای اهداف عکس‌برداری بسیار مناسب می‌سازد، کنترل این فوتون‌ها را با دشواری‌هایی مواجه می‌کند که باعث کند شدن پیشرفت اپتیک پرتوهای ایکس شده است. محققان با الهام از نحوه کنترل نور مرئی توسط فوتونیک کریستال‌ها، را‌هکارهایی را برای طراحی مواد در مقیاس اتمی به منظور هدایت بهتر پرتوهای ایکس پیشنهاد داده‌اند. در مقاله‌ای که اخیرا در فیزیکال ریویو لترز چاپ شده است، یوشیکی کومورا (Yoshiki Kohmura) و همکارانش از مرکز تحقیقاتی RIKEN SPring-8 در ژاپن گزارشی درباره استفاده از یک روش جدید تغییر شکل شبکه‌های بلورین برای کنترل بهتر انتقال پرتوهای ایکس ارائه نموده‌اند.

در سال 2006 محققان پیش‌بینی کرده بودند که ایجاد یک کمان بسیار ریز بر روی یک شبکه بلوری می‌تواند باعث انتقال جانبی پرتوهای ایکس به اندازه یک میلیون بار بزرگتر از تغییر شکل بلور شود. عامل اصلی این جابه‌جایی عظیم اثر فاز بری (Berry-phase effect) است: یک انتقال فاز هندسی که هنگامی اتفاق می‌افتد که پرتوی ایکس با زاویه اندکی کمتر یا بیشتر از زاویه پراکندگی براگ به بلور برخورد می‌کند. این موضوع توسط یک گروه در سینکروترون SPring-8 آزمایش شد و طی آن محققان شاهد جابه‌جایی چند میلیمتری پرتوهای ایکسی بودند که از میان یک بلور سیلیکون با انحنای یکنواخت 80 نانومتری عبور داده شدند.

اکنون محققان در همان آزمایشگاه به انتقال بزرگتری برای پرتوهای ایکس دست یافته‌اند که با استفاده از یک انحنای موج‌دار به جای انحنای یکنواخت در بلور ایجاد شده است. برای این منظور کومورا و همکارانش نقاط کوانتومی از جنس ژرمانیوم را بر روی یک بلور سیلیکون رشد دادند؛ عدم تطابق میان دو ماده در این بلور باعث ایجاد یک تغییر شکل موج‌دار در آن می‌شود. بسته به اینکه پرتوی ایکس فرودی در کجا به این ناحیه تغییر شکل یافته برخورد کند (که منجر به زوایای فرود متفاوتی می‌شود) پرتوها در دو جهت مختلف دچار انتقال جانبی می‌شوند. از این اثر می‌توان برای اندازه‌گیری میدان‌های کرنشی کریستال در مواد چندساختاری (heterostructures) یا برای درک تقسیم‌گرهای باریکه‌ای که پرتوهای ایکس ورودی را در تداخل‌سنج‌ها و دستگاه‌های دیگر به دو باریکه موازی تقسیم می‌کنند، استفاده نمود.

منبع:http://physics.aps.org/synopsis-for/10.1103/PhysRevLett.110.057402

مرجع:http://prl.aps.org/abstract/PRL/v110/i5/e057402