В настоящее время с технической точки зрения людям гораздо проще добраться до поверхности Марса, чем до центра Земли. Таким образом, все, что происходит в недрах Земли, что является источником землетрясений, что вызывает изменения магнитного поля планеты, изучается учеными по множеству косвенных признаков. Что бы узнать более точно, во многих лабораториях проводятся опыты, в ходе которых частицы металлов и пород сжимают до огромных давлений и нагревают до высокой температуры. Но все эти эксперименты дают лишь весьма приблизительные результаты, которые могут значительно отличаться от настоящего положения дел. Новая рентгеновская установка, находящаяся в европейском исследовательском центре European Synchrotron Radiation Facility (ESRF), которая вскоре войдет в строй после глобальной модернизации и ремонта, позволит ученым проводить более точные эксперименты, что приблизит их к пониманию процессов, происходящих в глубинах нашей планеты.

Мощный источник рентгеновского излучения ID24 войдет в строй в ближайшие дни, некоторое время займут процедуры тестирования и калибровки оборудования. А весной 2012 года ученые начнут проводить эксперименты с использованием источника ID24.

В этих экспериментах металлические части с помощью мощного луча рентгена будут разогреты до чрезвычайно высоких температур и подвергнуты давлению, по силе равному давлению в ядре Земли. Эти условия позволят ученым узнать, как изменяются физические, химические и электрические свойства материалов, помещенных в такие экстремальные условия, и как они взаимодействуют с другими материалами, находящимися в подобных условиях в центре Земли.

Помимо этого, источник рентгеновского излучения ID24 будет задействован и в других исследованиях по разработке новых катализаторов для производства топливных элементов, водородных ячеек, и разработке новых технологий солнечных батарей.

Синхротрон – это один из типов ускорителей частиц, который может использоваться в обширном ряде исследований. Одним из таких применений является использование луча разогнанных до высокой энергии частиц для получения электромагнитного излучения различных диапазонов. В синхротронные источниках света и рентгеновского излучения используется ряд магнитных полей определенной конфигурации для получения света с различными длинами волн.

В установке ESRF пучок разогнанных электронов будет отклонен от кольца ускорителя и направлен внутрь источника рентгеновского излучения ID24, где энергия электронов будет преобразована в энергию рентгеновских фотонов.

С помощью мощного рентгеновского луча ID24 станет возможна реализация метода сверхбыстрой рентгеновской абсорбционной спектроскопии.

В проводимых экспериментах рентгеновский луч будет направлен на мишень из исследуемого материала. Так как атомы различных элементов поглощают по-разному рентгеновские лучи, то с помощью массива германиевых детекторов, способных обеспечить один миллион измерений в секунду, эта разница будет измеряться и передаваться на дальнейшую обработку.

Небольшой металлический образец, помещенный в центр рентгеновского луча, будет разогрет до температуры в 10000 градусов и с помощью рентгеновской абсорбционной спектроскопии ученые смогут рассмотреть буквально каждый атом вещества, находящегося в условиях, подобных условиям на глубине 2500 километров под поверхностью Земли.

Исследования свойств различных материалов позволят ученым, если не ответить, то хотя бы предположить, какие процессы приводят к появлению некоторых явлений, таких как самовозбуждающийся генератор, который создает магнитное поле планеты.

Источник рентгеновского излучения ID24 является первым из восьми новых источников ESRF, которые были модернизированы в рамках программы, стоимостью 245 миллионов долларов.