Les chercheurs de l'ASU utilisent des diamants pour produire de l'énergie électrique

Note de l'éditeur: Il s'agit du quatrième volet d'une série en cinq parties présentant les chercheurs qui travaillent sur le laser à électrons libres à rayons X compact d'ASU. Lisez les autres articles : Questions et réponses avec la professeure Regents Petra Fromme, le scientifique en chef des laboratoires CXFEL William Graves, le directeur des laboratoires CXFEL ; Robert Kaindl et l'ingénieur en chef du CXFEL Mark Holl.

En tant qu'étudiant de premier cycle, Sam Teitelbaum avait une vision très étroite de la physique. Professeur adjoint Sam Teitelbaum Télécharger l'image complète

«Maintenant, je réalise que la physique est un outil que vous pouvez emporter partout avec vous, un état d'esprit que vous pouvez utiliser pour aborder de nombreux problèmes différents», dit-il.

Teitelbaum apporte cette approche à son travail de construction d'équipements à rayons X compacts au Biodesign Institute de l'Arizona State University. Professeur adjoint au Département de physique et membre clé du Biodesign Center for Applied Structural Discovery, Teitelbaum contribue à orienter la conception du laser compact à électrons libres à rayons X, ou CXFEL.

Dans cette séance de questions-réponses, Teitelbaum raconte ses influences et ses passions, son parcours à l'ASU et comment certaines de ses grandes questions sur la physique en tant qu'étudiant de premier cycle bouclent la boucle avec le CXFEL.

Question : Quel est votre rôle au sein de CXFEL Labs ?

Répondre: Formellement, je suis responsable de la conception des applications de matériaux quantiques dans la proposition CXFEL. Je suis également responsable d'un sous-ensemble des systèmes laser CXFEL, notamment la géométrie des dépassements.

De manière informelle, je suis présent en tant qu'expérimentateur qui aime dépanner les choses. Cela signifie qu'au quotidien, je suis généralement dans les laboratoires CXFEL pour aider les étudiants qui travaillent sur les lasers ou construire les instruments, et je suis simplement là pour les aider. Il y a une attraction gravitationnelle à être dans les laboratoires. Il existe de nombreux instruments et, contrairement à un grand laboratoire national, vous pouvez travailler avec chacun d’eux et apprendre aux étudiants comment les utiliser. C'est un endroit vraiment amusant.

Q : Quelle expertise apportez-vous à l’équipe ?

UN: Mes recherches utilisent des éléments tels que les lasers à électrons libres, les lasers de table et les synchrotrons pour comprendre comment les matériaux se transforment. Prenez l’eau par exemple : la glace fond lorsqu’elle chauffe. Mais la température n’est qu’un mouvement aléatoire d’atomes, une énergie déposée dans un matériau sous forme de bruit. Et il faut du temps pour que ce bruit s’accumule. Grâce à nos instruments, nous pourrions en apprendre beaucoup sur les propriétés de la matière en l’observant sur des échelles de temps très rapides sur lesquelles opèrent leurs molécules individuelles. Nous pourrions potentiellement faire subir aux matériaux des transformations appelées transitions de phase qui sont si rapides qu'on ne peut même pas dire qu'il existe une température, car il n'y a pas eu assez de temps pour que ce bruit s'accumule. Pouvons-nous créer de nouvelles phases de la matière en tirant parti de l'idée selon laquelle les matériaux n'ont pas besoin de température ?

Ce que j'apporte donc à CXFEL, c'est mon expérience en tant qu'expérimentateur pour guider notre conception de la source compacte de lumière à rayons X et adapter les expériences que j'ai menées avec des lasers de table et des synchrotrons à notre travail ici.

Q : Comment votre parcours universitaire vous a-t-il préparé à votre travail au sein des CXFEL Labs ?

UN: J'ai fait mon doctorat au MIT, où j'ai travaillé sur la mise en forme des impulsions laser pour arriver au bon endroit au bon moment afin de mieux étudier les matériaux. Généralement, lorsque nous effectuons ces expériences, nous voulons que le matériau revienne à l'état où il était avant que l'impulsion laser ne le frappe, car nous voulons répéter l'expérience des millions de fois. S'il ne revient pas à son état antérieur, vous devez trouver un moyen d'obtenir toutes les informations requises à partir d'une seule impulsion laser.

Il s'avère que le même type de techniques que j'utilisais pour obtenir toutes les informations sur les matériaux en une seule impulsion laser est également celui que nous utilisons pour construire l'onduleur laser au CXFEL. Faire de la gymnastique avec des impulsions laser est un concept extraordinairement utile, qui nous permet de tout faire, de la manipulation de matériaux à l'extraction d'informations utiles.