El láser de electrones libres de Novosibirsk (FEL) es una gran instalación para la investigación en varios campos científicos. Una de las principales instalaciones para usuarios del " Centro siberiano de radiación de sincrotrón y terahercios ", ubicada en el Academgorodok de Novosibirsk [1] .
En 2003, se completó la primera etapa de la instalación: se lanzó un láser de terahercios que opera a una energía de 12 MeV y una longitud de onda de 220-90 micrones. En 2009, se activó un segundo láser utilizando haces de electrones con una energía de 22 MeV, la radiación de este láser está en el rango infrarrojo (longitud de onda - 80-35 micrones). La puesta en marcha del tercer láser se completó en 2015, opera a una energía de 40 MeV en el rango de 5 a 15 micras [2] .
La frecuencia de emisión de FEL puede variar en una amplia gama de terahercios y regiones infrarrojas del espectro. La fuente de electrones en el láser es un acelerador de múltiples vueltas con recuperación de energía, que tiene cinco espacios rectilíneos, tres de los cuales están equipados con láseres de electrones libres que operan en diferentes rangos de longitud de onda (90–240 µm para el primero, 37–80 µm para el segundo, 37–80 µm para el tercero — 5–20 µm) [3] .
Un láser de electrones libres se utiliza para experimentos en biología, medicina, física, química y ciencia de los materiales. Le permite explorar la posibilidad de manipular la magnetización de imanes monomoleculares, con su ayuda se realizan experimentos con la absorción de radiación de terahercios en vapor de agua, se estudia el efecto de la radiación de terahercios en bioorganismos [4] .
Con la ayuda de FEL, se llevó a cabo un estudio sobre el efecto de la radiación de terahercios en las células vivas. El experimento fue realizado por Alexander Savelievich Ratushnyak del Instituto de Tecnologías Computacionales de la Rama Siberiana de la Academia Rusa de Ciencias . El científico centró la radiación de terahercios en las neuronas. Por lo general, estas células, luego de ser extraídas del cuerpo y colocadas en un medio nutritivo, comienzan a moverse y unirse en grupos, creando una nueva red neuronal, mientras tienen procesos especiales. Sin embargo, cuando se expusieron a la radiación de terahercios, estuvieron en un estado estacionario durante algún tiempo, y luego, en lugar de procesos, aparecieron "tentáculos" atípicos para las neuronas. Además, buscaban salir de la zona de radiación [5] .
Efectos sobre el tejido muscularInvestigadores del Instituto de Cinética Química y Combustión , el Instituto de Física Nuclear y la Universidad Médica Estatal de Novosibirsk estudiaron el efecto de la radiación de terahercios de alta potencia enfocada en los tejidos musculares de vacas y ratas usando FEL, y se produjeron daños específicos como resultado de la irradiación. . Un experimento similar, realizado con un láser de CO2 ampliamente utilizado en medicina, mostró que el daño periódico a las fibras musculares es inherente solo a las muestras que fueron irradiadas en el FEL, mientras que el láser de CO2 no arrojó resultados similares [6] .
El láser de electrones libres es utilizado por el Centro Internacional de Tomografía de la Rama Siberiana de la Academia Rusa de Ciencias para el estudio de imanes monomoleculares, en el futuro está previsto que se utilicen para proporcionar una densidad ultra alta de registro de información en un portador. . Los resultados de estos estudios han sido publicados en el Journal of Magnetic Resonance [7] [8] .
En el proceso de trabajar con FEL, uno de los científicos desarrolló una contractura miogénica en su brazo . Dado que la radiación de terahercios no es visible, solo puede conocerse por la presencia de calor. El empleado comprobaba constantemente la presencia de la viga con la mano, por lo que recibió daños. Sin embargo, después de un tiempo, se restableció el funcionamiento de la extremidad superior [5] .