Гісторыя рэнтгенаўскага лазера | Экстрэмальная механіка / Extremal mechanics
Аўтар малюнка Greg Stewart, SLAC (Стэнфардскі лабараторыя паскаральнікаў) https://news.slac.stanford.edu/features/laser-mashup-researchers-mix-x-ray-optical-beams-create-atomic-gauge
Гэты артыкул ад 2008 года апублікавана на сайце http://www.osa-opn.org/home/articles/volume_19/issue_5/features/the_history_of_the_x-ray_laser/#comments . Яе аўтар - Джэф Хечт (Jeff Hecht) з Бостана піша на тэмы навукі і тэхнікі. Першае ўражанне было такім, што драматычную гісторыю рэнтгенаўскага лазера ён назіраў у рэжыме рэальнага часу. Артыкул напісана пісьменна і цікава. У той частцы, якая тычыцца гісторыі рэнтгенаўскага лазера з накачкі ядзерным выбухам (NEPXL), яна не супярэчыць публікацыі http://extremal-mechanics.org/archives/75 . Аднак цяжка пагадзіцца з аўтарам у тым, як ён ацэньвае ідэю гэтага прылады. Якая несумненна заслугоўвае эпітэта «тэхнічна салодкая», сказанага Опэнгаймер з іншай нагоды. Ацэнкі праграмы СОІ ( «Зорныя войны»), як адной з самых дзікіх задум ўрада ЗША, таксама вельмі суб'ектыўныя, хоць і папулярныя ў навуковым асяроддзі. Некаторыя факты з гэтага артыкула з'яўляюцца эксклюзіўнымі жамчужынамі, якія вельмі яе ўпрыгожылі. Галоўная ілюстрацыя не звязаная з публікацыяй і праблемай рэнтгенаўскай лазернай генерацыі. Аднак яна блізкая да ідэі накачкі, якая выглядае найбольш перспектыўнай і адрозніваецца ад традыцыйнага ўяўленні аб NEPXL, як рекомбинационном лазеры. У дадзеным артыкуле яе можна прачытаць паміж радкоў, хоць зрабіць гэта не проста і чытаць трэба ўважліва)) Пасля тэксту дадзена кароткае пасляслоўе.
____________________________________________________________________________________________
Доўгая і цікавая гісторыя рэнтгенаўскага лазера пачыналася, як спроба пашырыць межы ведаў і дасягнула кульмінацыі ў адным з самых дзікіх праектаў, якімі калі-небудзь займалася ўрад Злучаных Штатаў.
Пасля таго, як Тэд Мэймэн (Ted Maiman) ў 1960 прадэманстраваў першы лазер, аптычнае супольнасць неадкладна пачало да пошуку ўсё больш і больш кароткіх даўжынь хваль, праз бачныя ў ўльтрафіялетавую вобласць. Да пачатку 1970-х лазеры дасягнулі вакуумнага ультрафіялету. Тым не менш, прасоўванне да больш кароткім даўжыням хваляў застапарылася каля 110 нм, паколькі паўсталі праблемы з каротка-хвалевай лазернай фізікай.
Паколькі энергія лазерных пераходаў ўзрастае, час жыцця узбуджанай стану памяншаецца, і ўзрастае энергія накачкі, неабходная для стварэння інверснай населенасці. Далейшай цяжкасцю з'яўляецца адсутнасць матэрыялаў, здольных адлюстроўваць рэнтгенаўскія прамяні або эфектыўна прапускаць святло ў дыяпазоне глыбокага або экстрэмальнага ультрафіялету, што робіць звычайныя люстэркі і вокны неажыццяўляльнымі.
Сустрэўшыся з гэтымі праблемамі, распрацоўшчыкі памянялі свае падыходы. Замест спроб зрабіць лазерны асцылятар, яны накіраваліся да моцна узбуджаных цыліндрычным плазмы, якія маглі б генераваць інтэнсіўны рэнтгенаўскі імпульс за кошт ўзмоцненага спантанага выпраменьвання ўздоўж сваёй даўжыні. Відавочным спосабам распачаць такую плазму было стрэліць у мішэнь інтэнсіўным, аптычным, лазерным імпульсам, і на шчасце, высокомощные лазеры ўжо станавіліся даступнымі. Хоць гэтая тэорыя была шматабяцальнай, эксперыменты навукоўцаў не маглі пераадолець рэнтгенаўскі лазерны парог.
Ілжывая трывога ў Юце
Першай вялікай навіной у пошуках рэнтгенаўскага лазера быў справаздачу Джона Дж. Кепрос (John G. Kepros) і яго калег па універсітэце Юта ў ліпеньскім ад 1972 года выпуску Прац Нацыянальнай Акадэміі Навук. Яны растварылі сульфат медзі ў безгустоўныя жэлацін Нокс і нанеслі тонкі пласт гэтай сумесі на слайды мікраскопа, пасля чаго адукавалі іх імпульсамі да 30 Дж з 20-наносекундные лазера на неадымавым шкле. Калі яны змясцілі ззаду ўзору рэнтгенаўскую плёнку, экранаваны цёмнай паперай і алюмініевай фальгой, і абстралялі матэрыял лазернымі імпульсамі, на рэнтгенаўскай плёнцы з'явіліся добра выраўнаваныя плямы. Кепрос заключыў, што гэтыя плямы захавалі жорсткі рэнтгенаўскі лазер
Тым не менш, ўспышка увагі хутка згасла, калі іншыя лабараторыі не змаглі прайграць гэтыя вынікі. Знешнія даследчыкі заключылі, што напампоўваць лазер не меў дастатковай магутнасці, каб стварыць рэнтгенаўскі лазер. Гэты выпадак быў неўзабаве забыты, і ніхто так і не змог пераканаўча вызначыць, што менавіта пакінула плямы на плёнцы.
Гэтая ілжывая трывога не азмрочыла аптымізм даследчыкаў рэнтгенаўскага лазера. Пасля сустрэчы ў Вашынгтоне на наступны год, арганізатар канферэнцыі Роналд Эндрус (Ronald Andrews) з Ваенна-марскі Даследчай Лабараторыі прадказаў, што першы рэнтгенаўскі лазер будзе высока іянізаванай плазмай некалькі міліметраў даўжынёй і некалькі мікраметраў у дыяметры, узбуджанай прыкладна джоўль энергіі ў пикосекундном імпульсе. Свабодныя электроны, апускаючыся на больш нізкія ўзроўні энергіі ў ионах плазмы, вырабілі б індуцыраванае выпраменьванне ў узмацняльніку беглай хвалі, з даўжынямі хваляў ад 0.12 да 1.2 нм, што адпавядае энергія пераходу ад 1 да 10 кэВ.
Першыя прыкладання чакаліся ў навуцы аб матэрыялах і фундаментальных даследаваннях. «Грандыёзныя прыкладання, якія патрабуюць дастатковых магутнасцяў, такія як камунікацыі і зброю, яшчэ занадта далёка ў будучыні, каб разважаць аб іх», сказаў Эндрус.
Канцэптуальны дызайн рэнтгенаўскага лазера з артыкула Чэплайна і Вуда 1975 года http://extremal-mechanics.org/wp-content/uploads/2013/01/Chapline_Wood.pdf . Доўгі, тонкі рэнтгенаўскі лазер мог бы быць напампаваны з дапамогай падзелу лазернага імпульсу напалову, затым падвядзення энергіі з імпульсу да серыі кропак для асвятлення стрыжня ўздоўж усёй яго даўжыні.
Падрабязныя мадэлі паказалі, што імпульсы накачкі павінны быць экстрэмальна кароткімі і магутнымі. У агляднай артыкуле 1975 годаб Джордж Чэплайн і Лоувелл Вуд (George Chapline, Lowell Wood) з Ліверморская Нацыянальнай Лабараторыі ім. Лоуренса ацанілі, што час выпраменьвання рэнтгенаўскага лазернага пераходу будзе прыблізна роўна 
Тым не менш яны пісалі, што патрабаванні да напампоўцы маглі б быць зменшаны да парадку тераватт для 1-кэВ (1.2 нм) лазера. Ліверморская даследчыкі разважалі пра пашыве імпульсу з іх новага лазера «Цыклоп» тераваттного класа, каб вырабіць доўгую, тонкую плазму. Гэты імпульс быў бы пабіты на часткі, якія дастаўляліся да ўчасткаў ўздоўж мішэні для накачкі бягучым хваляй.
Між тым, прыгаршча новых эксперыментаў зрабіла умерана абнадзейлівыя, але далёка не канчатковыя вынікі. П'ер Жеглов (Pierre Jaegle) з Універсітэта Парыж-Поўдзень у Орсее паведамляў аб мяккім рэнтгенаўскім суперизлучении ў пашыраецца плазме алюмініевых пароў. Рускія фізікі паведамлялі пра выпраменьванне з высока іянізаваных кальцыя і тытана, але не прэтэндавалі на лазерную аперацыю. Былі выпадковыя чуткі аб прарывах па той бок жалезнай заслоны, але ніякіх канчатковых сведчанняў так і не з'явілася.
Гэтага было недастаткова для Агенцтва Перадавых Даследчых Праектаў у Абарону (DARPA), якое падтрымала большасць даследаванняў рэнтгенаўскага лазера ў ЗША. DARPA звычайна фінансуе перспектыўныя ідэі на працягу некалькіх гадоў, затым кідае праграмы, якія не паказваюць дастатковага прагрэсу для перадачы іншым агенцтвам. Рэнтгенаўскія лазеры не сталі выключэннем, і ў 1976 DARPA пераключылі свае лазерныя даследаванні на новыя ў тую пару лазеры на свабодных электронах.
Некаторыя даследаванні працягваліся за межамі Злучаных Штатаў, але не было дасягнута ніякага прагрэсу да 1980 года, калі Джэфры Пэрт (Geoffrey Pert) з Універсітэта Халл ў Брытаніі паведаміў пра «лазерным ўзмацненні» на даўжыні хвалі 18.2 нм. Ён і яго калегі выкарысталі 5 Дж, 100-пикосекундные імпульсы лазера на неадымавым шкле, сфакусаваныя на лініі 2 мм на 40 мкм для выпарэння вугляродных валокнаў. Рэкамбінацыі вольных электронаў з водородоподобными іёнамі вугляроду ( 
Дзве Ліверморская праграмы рэнтгенаўскіх лазераў
Пасля таго, як DARPA спыніла сваю падтрымку, цэнтрам даследаванняў рэнтгенаўскіх лазераў у ЗША стаў Ливермор. Ён адначасова меў людзей і рэсурсы, неабходныя, каб энергічна ўзяцца за праблему, якая часам здавалася немагчымай. Гэта была вядучая лабараторыя краіны ў галіне лазернага тэрмаядзернага сінтэзу, і гэтая лабараторыя была ўцягнутая ў праграмы ядзернай зброі, якое таксама магло б даставіць кароткі, інтэнсіўны ўсплёск энергіі для накачкі рэнтгенаўскага лазера.
Чэплайн успамінае, што ён і Вуд ўпершыню падумалі аб рэнтгенаўскім лазеры з накачкі ад бомбы, шпацыруючы па ўзгорках над Ливермором ў пачатку 1970-х. Кангрэс зрабіў запыт зброевым лабараторыям: маглі б яны што-небудзь зрабіць з дапамогай тэхналогій ядзернай зброі, акрамя распрацоўкі боегаловак, і гэтыя двое вырашылі, што напампоўка рэнтгенаўскага лазера была б цікавай ідэяй.
Але пройдуць гады, перш чым Чэплайн прыдумае працаздольную канцэпцыю. У прамежку ён і Вуд разважалі пра тое, як імпульсы з лазера для тэрмаядзернага сінтэзу маглі б напампаваць рэнтгенаўскі лазер. Яны прапаноўвалі гэтую ідэю ў сваім аглядзе ад 1975 года http://extremal-mechanics.org/wp-content/uploads/2013/01/Chapline_Wood.pdf , Але не паказалі многіх падрабязнасьцяў. Яны не згадалі ядзерную напампоўку, але яны ўсё ж такі напісалі, што «узрываючы мішэнь рэнтгенаўскай выбліскам вельмі вялікі інтэнсіўнасці» можна было б вырабіць рэнтгенаўскую інверсію населенасці, пры гэтым дадаючы, што "ніякія звычайныя крыніцы рэнтгенаўскіх успышак» не змаглі б забяспечыць дастатковую энергію. Пра што яны не сказалі, дык гэта пра тое, што ядзерныя бомбы вырабляюць экстрэмальна інтэнсіўныя рэнтгенаўскія ўспышкі.
Да канца 1970-х Ливермор разглядаў як бомбы, так і лазеры для тэрмаядзернага сінтэзу, каб напампоўваць рэнтгенаўскія лазеры. Хоць гэтыя падыходы могуць гучаць, як старая тэорыя лазернага выпраменьвання «тэлефоннага слупа» - г.зн., напампаваць што заўгодна дастатковай энергіяй, нават тэлефонны слуп, і ён будзе выпраменьваць, як лазер - у рэчаіснасці працэс быў нашмат больш складаным, таму што трэба было не проста нагрэць мішэнь, а выбарачна засяліць верхнія ўзроўні лазерных пераходаў.
»Ёсць шмат няслушных спосабаў зрабіць гэта», сказаў Піцер Хэгелстейн, які працуе сёння ў Масачусецкім Тэхналагічным Інстытуце, які прыехаў у Ливермор ў сярэдзіне 1970-х і напісаў дысертацыю пра тое, як зрабіць рэнтгенаўскі лазер. Вуд сказаў яму, што паколькі ніхто не ведае, як зрабіць рэнтгенаўскі лазер, то ён павінен выбраць якую-небудзь схему, дапускаючы яе памылковасць, але паспрабаваць што-небудзь даведацца з яе. Хэгелстейн ўспамінае: "Я скончыў працу над 45 схемамі рэнтгенаўскага лазера, перш чым наткнуўся на тую першую, якая, згодна з маімі кампутарным кодах, сапраўды магла б працаваць».
Патэнцыйныя прымянення, якія цікавілі Ливермор, не былі падрабязна апісаны. Чэплайн і Вуд празорчай пісалі, што кагерэнтныя рэнтгенаўскія імпульсы маглі б быць выкарыстаны для імпульснай рэнтгенаграфіі, каб вывучаць ударныя хвалі і шчыльныя плазмы, у тым ліку тыя, што ўзнікаюць пры лазерным тэрмаядзерным сінтэзе. «Нават для прымітыўных рэнтгенаўскіх лазераў, яркасць такога прамяня павінна быць экстраардынарна высокай», пісалі таксама яны, не кажучы ў гэтак многіх словах пра тое, што экстрэмальна яркі прамень можна было б выкарыстоўваць, як зброя.
Двух-прамянёвай лазер Novette ў Ливерморе генераваў імпульсы другі гармонікі зялёнага святла для першага лабараторнага рэнтгенаўскага лазера. Заўвага перакладчыка: прамым спадчыннікам лазера Novette сёння з'яўляецца NIF http://extremal-mechanics.org/archives/423 .
Рэнтгенаўскі лазер, напампоўваць бомбай
Крыніцай натхнення для першага Чэплайновского дызайну рэнтгенаўскага лазера з ядзернай накачкі стаў даклад Савецкага фізіка І.І. Собельмана, які ён пачуў на канферэнцыі ў Новасібірску (ў Акадэмгарадка ў 1975 http://extremal-mechanics.org/archives/75 - заўв. перакладчыка). Але гэтая ідэя ніяк "не збіралася ў купку» да таго часу, пакуль Чэплайн не пачуў аб ядзерных выпрабаваннях, якія Злучаныя Штаты праводзілі ў Невадзе. "Я неадкладна злучыў разам тыя ідэі, якія атрымаў з дакладу Собельмана, з вынікамі эксперыментаў, і праз 5 хвілін дадумаўся да агульнай ідэі аб нечым болей, што найбольш верагодна будзе працаваць, каб зрабіць рэнтгенаўскі лазер з ядзернай прыладай», успамінае ён. За пару тыдняў ён накідаў дэталёвы план. Яго эксперымент быў дададзены да ядзернай тэсту, запланаванага з іншымі мэтамі на 13 верасня 1978 гады, але збой абсталявання не дазволіў Чэплайну атрымаць вымярэння, у якіх ён меў патрэбу.
Пасля крытычнага агляду ідэі Чэплайна, Хэгелстейн прыдумаў альтэрнатыўны падыход. Будучы першапачаткова настроеным скептычна, Вуд стаў адвакатам і пераканаў Тэлер (Teller), які аказаў ім падтрымку, у якой яны мелі патрэбу для правядзення вылучанага ядзернага выпрабаванні абодвух падыходаў. Абодва паспяхова прайшлі 14 лістапада 1980 года, эксперымент называўся Dauphin. Ливермор вырашыў праводзіць ідэю Хэгелстейна, таму што яна прапаноўвала больш інтэнсіўны прамень.
Теллер быў натхнёны перспектывамі таго, што ён называў «ядзернай зброяй трэцяга пакалення», якое магло б накіроўваць сваю энергію ў бок канкрэтных мішэняў, а не рассейваць яе ва ўсіх напрамках (артыкул на гэтую тэму http://extremal-mechanics.org/archives/1208 - заўв. перакладчыка). Теллер хацеў знайсці спосаб абараніць Злучаныя Штаты ад Савецкіх міжкантынентальных, балістычных ракет. Пентагон доўга вывучаў праекты супрацьракетнай абароны, а Кангрэс падштурхоўваў да распрацоўкі арбітальных баявых станцый, аснашчаных хімічнымі лазерамі. Але Теллер і Вуд верылі ў тое, што рэнтгенаўскія лазеры з ядзернай накачкі будуць нашмат менш, лягчэй і смертаносным, што зробіць іх больш эфектыўнымі ў абарончай сістэме касмічнага базавання. Неўзабаве пасля тэсту Dauphin яны пачалі праштурхоўваць гэтую ідэю праз новую Адміністрацыю Рэйгана.
Найбольш бачным вынікам была ўцечка вынікаў выпрабаванні і плана супрацьракетнай абароны 23 лютага 1981 года, паведамляе ў нумары часопіса Aviation Week & Space Technology. Гэты артыкул сцвярджала, што рэнтгенаўскі лазер выпраменьваў пікавую магутнасць некалькі сотняў тераватт на 1.4 нм Гэтыя дадзеныя ніколі афіцыйна не пацвярджаліся, але Ливермор паведаміў у 1990, што гэтая даўжыня хвалі была самай кароткай з усіх, якія калі-небудзь выпраменьваць лазерамі. Гэты артыкул не паказвала лазерны пераход або тэставы матэрыял, але Чэплайн казаў мне пра тое, што ўзор быў «арганічным матэрыялам» з марыхуаны, якая расце на адным пустцы ў Walnut Creek Каліфорнія (Чэплайн несумненна пажартаваў і варта аддаць належнае яго пачуццю гумару, але ў аўтара артыкулы з гэтым магчыма праблемы - заўв. перакладчыка).
Староннія назіральнікі былі настроеныя скептычна. Яны чакалі, што імпульсы рэнтгенаўскага лазера працягнуцца толькі пикосекунды або фемтосекунды, хоць у артыкуле было сказана, што імпульс доўжыўся «парадку нанасекунд, адзін з самых кароткіх імпульсаў, вымераных ў Ливерморе». Чэплайн тлумачыць, што гэты лазер выпраменьваў «бесперапынную хвалю» ў плыні ядзернага выбуху, так як энергія выбуху падтрымлівала інверсію населенасці ў плыні нанасекунд. Не ясна, што Aviation Week меў на ўвазе пад імпульсам, якія з'яўляюцца адным з самых кароткіх, якія вымяралі ў Ливерморе; гэтая лабараторыя мела абсталяванне, здольнае да пикосекундным вымярэннях.
Самай супярэчлівай часткай гэтага артыкула была сістэма супрацьракетнай абароны касмічнага базавання. Меркавана адна бомба магла б забяспечыць энергіяй масіў з каля 50 тонкіх рэнтгенаўскіх лазерных стрыжняў ад 1 да 2.5 м даўжыні, дзе кожны стрыжань нацэльваўся на асобную варожую ракету на адлегласці ў сотні ці тысячы кіламетраў; адзінкавая дэтанацыя вывела б з ладу тузіны боегаловак.
Зтот праект гучаў, як навуковая фантастыка. Ці мог адзіночны рэнтгенаўскі стрыжань сфакусаваць смяротную дозу энергіі на такую далёкую мішэнь? Ці не маглі руху стрыжняў выклікаць вібрацыі, якія нацэліў б іх далёка ад мішэняў? Ці не магла дэтанацыя звычайных ўзрыўчатак, якія сціскаюць дзелячы прыступку зброі страсянуць стрыжні? Як сістэма магла б адначасова нацэліць 50 доўгіх, тонкіх стрыжняў - падобных кавалках сырых спагецці метровай даўжыні - на 50 розных мішэняў, якія рухаюцца незалежна? Як наконт дагавораў аб кантролі ўзбраенняў, якія забаранілі выпрабаванні або размяшчэнне ядзернай зброі ў космасе?
Гэтыя пярэчанні ня спынілі Рональда Рэйгана І Кангрэс пекла напампоўвання грошай у даследаванні ядзерных рэнтгенаўскіх лазераў. Тым ня менш за, Такога не было ды 26 сакавіка 1983 - Праз Тры дні пасвіліся Рейгановской Прамова «Зорныя войны» - Ливермор паспрабаваў правесці іншы выбух на ядзерным выпрабавальным палігоне Ў Невадзе, Толькі для Таго, Каб атрымаць памылка датчыкаў. 16 Снежная 1983 тэст, які назвалі Romano дасягнуў поспеху, стаўшы Яшчэ адным сведчаннем на карысць ядзернага рэнтгенаўскага лазера. Теллер праштурхоўваў рэнтгенаўскі лазер, каб зрабіць яго галоўным упрыгожваннем Рейгановской Стратэгічнай Абароннай Инциативы. Рэйган згаджаўся падтрымліваць даследаванні, але я супраціўляўся размяшчэнні новага пакалення ядзернай зброі ў космасе, таму што ён хацеў скончыць з усім ядзернай зброяй.
Гэта магло б стаць вышэйшай кропкай рэнтгена-лазернай супрацьракетнай абароны. 28 снежня 1985 тэст, названы Goldstone, паказаў менш яркі прамень, чым чакалася. Спробы сфакусаваць прамень - што было крытычна важна для супрацьракетнай абароны - таксама апынуліся няўдалымі. Найбольш забойным было тое, што паколькі гэты ваенны праект паваліўся ў апошнія гады прэзідэнцтва Рэйгана, Тэлер і Вуда абвінавацілі ў свядомым скажэнні вынікаў выпрабаванняў і перспектыў рэнтгенаўскага лазера. Стратэгічная Абаронная Ініцыятыва павярнулася да іншых варыянтаў ядзернай абароны, хоць падземныя тэсты рэнтгенаўскіх лазераў з накачкі ад бомбаў працягваліся да таго часу, пакуль Злучаныя Штаты не спынілі праграму выпрабаванняў у 1992 годзе.
Азіраючыся на два дзесяцігоддзі таму, гэтая ядзерная праграма можа абгрунтавана прэтэндаваць на першы рэнтгенаўскі лазер, але вынікі ніколі не былі адкрыта апублікаваныя, робячы гэта самым непразрыстым з усіх лазерных адкрыццяў. Не ясна, чаму Теллер і Вуд былі так празмерна аптымістычныя ў дачыненні да схемы гэтай зброі. Як фізікі-тэарэтыкі, хіба яны не маглі зразумець інжынерныя цяжкасці? Ці спрабавалі яны прэтэндаваць на вялікую долю славы ці былі занадта захопленыя гэтай ідэяй, каб убачыць яе недахопы? Або яны спрабавалі падмануць Саветы, каб тыя думалі пра тое, што новае пакаленне амерыканскага супер-зброі неўзабаве зробіць іх ядзерны арсенал састарэлым? Я падазраю, што былі ўцягнутыя ўсе гэтыя фактары, і мы ніколі не даведаемся іх адносную значнасць.
«Лабараторны» рэнтгенаўскі лазер
Тое, што Ливермор асцярожна называў праектам лабараторнага рэнтгенаўскага лазера, не распачыналася да таго часу, пакуль не зарабіў лазер з накачкі ад бомбы. Атрыманне часу на лазерах для тэрмаядзернага сінтэзу не было простай справай, але эксперыментальная лагістыка была нашмат больш просты. Лазеры для тэрмаядзернага сінтэзу дастаўлялі нашмат менш энергіі накачкі, але яны маглі выстрэльваць па шмат разоў за дзень, і выпрабавальнае абсталяванне магло выкарыстоўвацца шматкроць.
Першапачаткова Хэгелстейн прапанаваў двухступеньчатая працэс з першым лазерам для тэрмаядзернага сінтэзу, генерыруючай плазму, пасля чаго фатоны высокай энергіі з гэтай плазмы ўзбуджаюць дзеянне рэнтгенаўскага лазера ў іншым матэрыяле. У першапачатковых эксперыментах даследчыкі спрабавалі агаліць атамы хрому ад усіх акрамя трох электронаў, спадзеючыся, што фатоны з гэтай плазмы узбудзяць лазернае выпраменьванне водородоподобных атамаў газападобнага фтору, зняволенага ўнутры хромавай фальгі. Тым не менш, гэтыя мішэні апынуліся занадта складанымі ў вырабе і адэкватным выпрабаванні на двух-прамянёвай лазеры Novett.
Мішэнь лазера Novett. Святло з двух рукавоў Novett быў сфакусаваны на процілеглых баках мішэні з селенавы фальгі ў Ліверморская рэнтгенаўскім лазеры.
Затым яны апрабавалі варыяцыю рускага прапановы аб столкновительном ўзбуджэнні 3p-3s пераходаў у неон-падобных ионах. Ідэя Хэгелстейна заключалася ў тым, каб вырваць знешнія электроны цяжкіх атамаў, пакідаючы толькі 10 ўнутраных электронаў у неон-падобнай канфігурацыі. Сутыкнення са свабоднымі электронамі ў плазме маглі б ўзбуджаць 2p электроны на ўзровень 3p, з якога яны падаюць на ўзровень 3s і выпускаюць мяккія рэнтгенаўскія прамяні. Яны наносілі селен на тонкі пластык, спадзеючыся, што Novette зможа іянізаванай яго да неон-падобнага 
Ливермор ганарыўся гэтым дасягненнем і прасоўваў яго, як першы лабараторны рэнтгенаўскі лазер. Але калі Мэттьюс апісаў гэтыя эксперыменты на кастрычніцкім 1984 года нарадзе Фізічнага Таварыства па фізіцы плазмы ў Бостане, ён падзяліў цэнт р ўвагі з Зімон Сакьюэром (Szymon Suckewer) з Прынстанскага Універсітэта, які вымераў паказчык ўзмацнення 6.5 на 18.2 нм вугляроднай лініі і ўзмацненне каля 100, больш чым паведамляў Перт. Сакьюэр выкарыстаў 
Карацей даўжыні хваль і менш лазеры
Гэтыя селенавы эксперыменты сталі важнымі вехамі для Ливермора, але мелі два істотных абмежаванні. Даўжыня хвалі 20 нм з'яўляецца адносна вялікі. Даследчыкі біялагічнай візуалізацыі хацелі даўжыні хваль карацей, чым 4.5 нм, і некаторыя вызначэння рэнтгенаўскіх прамянёў ўключаюць толькі даўжыні хваль карацей 10 нм. І хоць стрэлы лазераў для тэрмаядзернага сінтэзу каштавалі на парадкі менш, чым ядзерныя тэсты, гіганцкі 20-прамянёвай лазер Nova заняў сваё ўласнае будынак і мог рабіць толькі некалькі пускаў за дзень, кожны коштам $ 30 000. Даследнікі хацелі лабараторны лазер, які мог бы змясціцца ў іх лабараторыю.
Лагічным шляхам да больш кароткім даўжыням хваляў было выкарыстоўваць неон-падобныя іёны больш цяжкіх элементаў. Малібдэн прынёс Ливермору 13.3 нм, але Nova не мела дастатковай магутнасці, каб дасягнуць 4.5 нм з дапамогай больш цяжкіх, неон-падобных іёнаў. Для дасягнення гэтай мэты патрабавалася перайсці да нікелі-падобным іёнам, цяжкім элементам, пазбаўленым ўсіх сваіх электронаў акрамя 28 самых ўнутраных. Эўропій быў першым, даў 7.1 нм, і пазней Ливермор дасягнуў 4.316 нм з Вальфрамам.
Сакьюэр выкарыстаў параўнальна маленькі лазер, таму ён мог выстрэльваць імпульсы кожныя тры хвіліны, робячы эксперыменты больш простымі, чым з Novette або Nova. Пазней ён павялічыў паказчык ўзмацненні да 8, вырабляючы рэнтгенаўскія імпульсы ў 3 мдж з уражліва малой кутняй расходимостью 5 миллирадиан. У пошуках вялікага ўзмацнення ў настольным лазеры, а атрыманне вялікага ўзмацнення ў настольным лазеры патрабавала акуратнага сшывання імпульсаў, Хэгелстейн, які ў 1986 перайшоў у MIT, распрацаваў двух-імпульсны падыход, з першым імпульсам, іанізуючага плазму і другім, узбуджальным іёны для стварэння інверсіі населенасці у нікелі-падобным ніёбія. Джым Дан (Jim Dunn) з Ливермора пазней выкарыстаў пару 5 Дж імпульсаў - першы доўжыўся нанасекунд, а другі пикосекунду з пікавай магутнасцю ў 1 000 разоў больш - для столкновительного ўзбуджэння індукаванага выпраменьвання з нікелі-падобнага паладыю на 14.7 нм.
Бесперапынныя абнаўлення павялічылі пікавую магутнасць і паменшылі працягласць імпульсу настольных лазераў, спарадзіўшы больш якасныя рэнтгенаўскія лазеры. За кошт накіравання напампоўваць прамяня пад насцільна вуглом ўздоўж вырабленай лазерам, цыліндрычнай плазмы, даследчыкі рэалізавалі павялічаную даўжыню ўзаемадзеяння і перадачу энергіі. Напампоўваючы 8-пс імпульсамі па 1 Дж з частатой паўтарэння 5 Гц, Джордж Рокка (Jorge Rocca) з Універсітэта Штата Каларада вырабіў насычанае ўзмацненне на 13.3 нм з нікелі-падобнага кадмію ( 
Не маючы люстэркаў, падыходных для рэнтгенаўскіх асцылятара, усе гэтыя дэманстрацыі рэнтгенаўскіх лазераў генерыравалі толькі ўзмоцненае спантаннае выпраменьванне з абмежаванай кагерэнтнасці. У пачатку гэтага года група Рокка паведаміла аб новым важным павароце - нацэльванні высокіх гарамонік з тытанавага-сапфіравага лазера ў узбуджаны плазму. Калі ўзмацненне плазмы супадае з частатой гармонікі, плазма ўзмацняе першасны гарманічны імпульс, генеруючы насычанае ўзмацненне на 18.9 нм з нікелі-падобнага малібдэна і 13.9 нм з нікелі-падобнага срэбра. Гэтыя эксперыменты з'яўляюцца вялікімі крокамі ў кірунку практычнага, кагерэнтнага, настольнага рэнтгенаўскага крыніцы, а больш кароткая даўжыня хвалі прыцягальная для будучых пакаленняў паўправадніковай фоталітаграфіі.
Рэнтгенаўскія лазеры на свабодных электронах і новыя прыкладання
Вялікія рэнтгенаўскія лазеры займалі сваё месца ў генерацыі больш кароткіх, рэнтгенаўскіх даўжынь хваль. Яшчэ ў 1975 Чэплайн і Вуд выказалі здагадку, што электронны пучок, які праходзіць праз перыядычнае электрычнае або магнітнае поле мог бы генераваць індуцыраванае выпраменьванне ў рэнтгенаўскім дыяпазоне. Гэтая ідэя прыйшла з піянерскай працы Джона Мэди (John Madey) з Стэнфардскага Ўнівэрсытэту пра лазеры на свабодных электронах. Першага поспеху Мэди дамогся ў інфрачырвоным дыяпазоне, але электроны вялікіх энергій і магніты з больш кароткімі перыядамі абяцалі больш кароткія даўжыні хваль.
У апошнія некалькі гадоў лазеры на свабодных электронах (XFEL) дасягнулі рэнтгенаўскіх даўжынь хваль. Першым у мяккім рэнтгенаўскім дыяпазоне быў лазер на свабодных электронах ў Гамбургу, таксама званы FLASH, які пачаў працаваць з карыстальнікамі ў 2005 у Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY), Германія. Зараз ён прайшоў апгрэйд, каб зрабіць магчымай наладу ад 6.5 да 47 нм, і ў кастрычніку згенераваў серыю хуткіх імпульсаў на рэкордна кароткай даўжыні хвалі 6.5 нм.
У наступным годзе XFEL будзе пераўзыдзены Крыніцай кагерэнтнага Света на лінейны паскаральнік (Linac Coherent Light Source - LCLS), які будуецца ў Стэнфардскім Цэнтры лінейны паскаральнік. Ён будзе выкарыстоўваць апошні кіламетр лінейнага паскаральніка SLAC, каб напампаваць электроны энергіяй ад 4.5 да 14.3 ГэВ, затым правесці пучок праз 112 метраў магнітаў-ондуляторов для генерацыі жорсткіх рэнтгенаўскіх імпульсаў ад 0.15 да 1.5 нм працягласцю ад 1 да 260 фемтосекунд.
Ливермор знаходзіцца сярод лабараторый, якія працуюць з LCLS і, калі гэта новае абсталяванне запрацуе ў наступным годзе, можа пацьмянець пара рэкордаў, якія Ливермор захоўваў у сакрэтнай абалонцы ў плыні больш, чым двух дзесяцігоддзяў - самы кароткая рэнтгенаўская даўжыня хвалі і самы яркі крыніца жорсткага рэнтгену. Дастаўляючы трыльёны рэнтгенаўскіх фатонаў ў адным імпульсе, LCLS павінен быць у 10 мільярдаў разоў ярчэй, чым найбольш магутныя з сённяшніх сынхроны крыніц.
Але імпульсы з LCLS не знішчаць варожыя ядзерныя боегалоўкі або іншыя ваенныя мішэні ў касмічнай прасторы. Замест гэтага яны асвецяць структуру пратэінаў, экстрэмальныя стану матэрыі, хімічную дынаміку, дынаміку ў нана-маштабах і ультра-хуткія з'явы. Усё гэта было сярод мэтаў даследавання, якія Чэплайн і Вуд малявалі ў сваім уяўленні 30 гадоў таму - да таго, як павярнуліся да супрацьракетнай абароне.
2008 год, аўтар Jeff Hecht, пераклад Дзмітрыя Зотьева
пасляслоўе
Цудоўны эпізод з адказам на пытанне аўтара пра тое, які матэрыял выкарыстоўваўся ў рэнтгенаўскім лазеры, паспяхова выпрабаваным у ходзе ядзернага тэсту Dauphin ў далёкім 1980! Адказ Чэплайна прыкладна быў такі: «арганічныя валакна з марыхуаны» 
Як гэта ні дзіўна, але ў тэксце дадзены эпізод не выглядае юмористичным. Што датычыцца духу артыкула, то ў нечым яна сугучная яркай публікацыі 1986 года з часопіса «Равеснік», прысвечанай Піцеру Хэгелстейну. Яе можна прачытаць па спасылцы http://extremal-mechanics.org/archives/2804 . Усё той жа праведны пацыфізм, хоць не варта забываць аб тым, што найвялікшыя адкрыцця навукі занадта часта здзяйсняліся ў працэсе стварэння зброі. Гэтая трагічная дыялектыка прагрэсу адлюстравана ва ўзрушаючым эпізодзе эпічнага фільма 2001: A Space Odyssey, калі продак чалавека 4 млн. Гадоў назад захоплена падкідвае ў неба вялікую костку, якой толькі што, упершыню забіў свайго сваяка ў скандале каля вадапою.
Што тычыцца прадметнай крытыкі ідэі NEPXL (рэнтгенаўскі лазер з накачкі ядзерным выбухам), як сістэмы касмічнага зброі, то на кожны з довадаў аўтара няцяжка запярэчыць. Аднак мы кранём толькі некаторых дэталяў. Што тычыцца вібрацый і дэфармацый стрыжняў, хоць дакладней называць іх струнамі, якія маглі б збіць прыцэл NEPXL на адлегласцях у сотні км. ... Зусім не абавязкова выкарыстоўваць струны. Магчыма, што іх нельга будзе выкарыстоўваць па іншых прычынах, звязаных з працэсамі генерацыі рэнтгенаўскага выпраменьвання. Замест струн (стрыжняў) можна прапанаваць сінтэтычныя валакна з украпінамі мікрачасцін металу, не з марыхуаны зразумела)), якія нацягваюцца ў працэсе навядзення на мэту. Пучок такіх паралельных нітак можа быць не звязаны жорстка з корпусам прылады, які нясе ядзерную бомбу, таму дзеянне имплозирующего, хімічнага выбуху, пра які піша аўтар, цалкам магчыма выключыць. Праблемы NEPXL ляжаць у фундаментальнай вобласці, на самай справе, а ўвесь гэты инжинеринг здаецца пераадольным.
Аўтар надае занадта вялікае значэнне памылковага сцвярджэнні Кларенс Робінсан у культавай артыкуле 1981 года са Aviation Week & Space Technology пра тое, што рэнтгенаўскі імпульс тэсту Dauphin быў самым кароткім з усіх, якія калі-небудзь вымяраліся ў Ливерморе. Варта мець на ўвазе, што К. Робінсан была ня навукоўцам, а журналістам, хоць і пішучым на навукова-тэхнічныя тэмы, як сам Джэф Хэтчет. Таму цалкам магла памыліцца, спрабуючы зрабіць матэрыял больш цікавым і сенсацыйным. Само па сабе гэта нічога не даказвае, хутчэй нават абвяргае канспіралагічныя гіпотэзу аб тым, што ўцечка сакрэтнай інфармацыі праз Aviation Week & Space Technology была спецыяльна арганізавана для таго, каб увесці СССР у зман. А ў цэлым, дзякуй Джэфу Хечту за цікавую публікацыю!
Дзмітрый Зотьев
Ці мог адзіночны рэнтгенаўскі стрыжань сфакусаваць смяротную дозу энергіі на такую далёкую мішэнь?Ці не маглі руху стрыжняў выклікаць вібрацыі, якія нацэліў б іх далёка ад мішэняў?
Ці не магла дэтанацыя звычайных ўзрыўчатак, якія сціскаюць дзелячы прыступку зброі страсянуць стрыжні?
Як сістэма магла б адначасова нацэліць 50 доўгіх, тонкіх стрыжняў - падобных кавалках сырых спагецці метровай даўжыні - на 50 розных мішэняў, якія рухаюцца незалежна?
Як наконт дагавораў аб кантролі ўзбраенняў, якія забаранілі выпрабаванні або размяшчэнне ядзернай зброі ў космасе?
Як фізікі-тэарэтыкі, хіба яны не маглі зразумець інжынерныя цяжкасці?
Ці спрабавалі яны прэтэндаваць на вялікую долю славы ці былі занадта захопленыя гэтай ідэяй, каб убачыць яе недахопы?
Або яны спрабавалі падмануць Саветы, каб тыя думалі пра тое, што новае пакаленне амерыканскага супер-зброі неўзабаве зробіць іх ядзерны арсенал састарэлым?