Novel opportunities for sub-meV inelastic X-ray scattering at high-repetition rate self-seeded X-ray free-electron lasers

Inelastic X-ray scattering (IXS) is an important tool for studies of equilibrium dynamics in condensed matter. A new spectrometer recently proposed for ultra-high-resolution IXS (UHRIX) has achieved 0.6~meV and 0.25~nm$^{-1}$ spectral and momentum transfer resolutions, respectively. However, further improvements down to 0.1~meV and 0.02~nm$^{-1}$ are required to close the gap in energy-momentum space between high and low frequency probes. We show that this goal can be achieved by further optimizing the X-ray optics and by increasing the spectral flux of the incident X-ray pulses. UHRIX performs best at energies from 5 to 10 keV, where a combination of self-seeding and undulator tapering at the SASE-2 beamline of the European XFEL promises up to a hundred-fold increase in average spectral flux compared with nominal SASE pulses at saturation, or three orders of magnitude more than possible with storage-ring based radiation sources. Wave-optics propagation shows that about $7\times 10^{12}$~ph/s in a $90$-$\mu$eV bandwidth can be achieved on the sample. This will provide unique new possibilities for dynamics studies by IXS.Comment: 17 pages, 14 figure

СИСТЕМА ВПРАВ У ПРОЦЕСІ ПРОФІЛЬНОГО НАВЧАННЯ СТАРШОКЛАСНИКІВ ТЕХНОЛОГІЯМ ВИРОБНИЦТВА

The article deals with some aspects of improving special training for the teachers of labour discipline for teaching the senior students the technologies of production in the secondary schools

Transverse coherence properties of X-ray beams in third-generation synchrotron radiation sources

This article describes a complete theory of spatial coherence for undulator radiation sources. Current estimations of coherence properties often assume that undulator sources are quasi-homogeneous, like thermal sources, and rely on the application of the van Cittert-Zernike theorem for calculating the degree of transverse coherence. Such assumption is not adequate when treating third generation light sources, because the vertical(geometrical) emittance of the electron beam is comparable or even much smaller than the radiation wavelength in a very wide spectral interval that spans over four orders of magnitude (from 0.1 Angstrom up to 10^3 Angstrom). Sometimes, the so-called Gaussian-Schell model, that is widely used in statistical optics in the description of partially-coherent sources, is applied as an alternative to the quasi-homogeneous model. However, as we will demonstrate, this model fails to properly describe coherent properties of X-ray beams from non-homogeneous undulator sources. As a result, a more rigorous analysis is required. We propose a technique, based on statistical optics and Fourier optics, to explicitly calculate the cross-spectral density of an undulator source in the most general case, at any position after the undulator. Our theory, that makes consistent use of dimensionless analysis, allows relatively easy treatment and physical understanding of many asymptotes of the parameter space, together with their region of applicability. Particular emphasis is given to the asymptotic situation when the horizontal emittance is much larger than the radiation wavelength, and the vertical emittance is arbitrary. This case is practically relevant for third generation synchrotron radiation sources.Comment: 71 pages, 20 figures - Version accepted for publication in Nuclear Inst. and Methods in Physics Research,

Перші результати застосуваня мультимодальної анестезії при оперативних втручаннях на органах грудної клітки

The aim of the work: to show one of the variants of balanced anesthesia in performing surgical interventions on the organs of the chest. Materials and Methods. The study analyzed 152 cases of analgesia, divided into three groups: the main 85 patients (proposed method) and two groups of comparison 37 and 30 cases, respectively. Operative intervention on the organs of the chest is performed with onesided mechanical ventilation (intubation of the right or left major bronchi), which was achieved by intubation with the endotracheal tube number 7 – number 7.5 on a usb-SMART camera attached to electronic visualization devices (in our case, a laptop). The ventilators were controlled by Blizar apparatus in controlled ventilation mode (CMV). After the completion of major surgical manipulations, ETT was transfused into the trachea, and mechanical ventilation was performed in the usual manner. In the period from 01.01.19. to 22.05.19 85 surgical interventions were performed according to this methodology (main group). In the comparison group, 30 patients were assigned, the surgical intervention was performed according to the common method of endotracheal analgesia with artificial ventilation (standard on fentanyl), the third group - fentanyl + paracetamol + lidocaine (37 cases). There were no complications in each of the groups. Results and Discussion. The modern development of anesthesiology makes it possible to use different methods of analgesia. Most surgical interventions on the chest organs are complex, dangerous, and highly traumatic. To ensure better conditions for operative intervention, 80–90 % of cases are performed by one-sided incubation of one of the major bronchi, which requires more careful control of the depth of analgesia and vital signs from the anesthesiologist. Recently, there is a lot of information about multimodal analgesia, but the vast majority of publications is the use of it for the reduction of postoperative pain. In the literature available to us, we did not find information on the use of multimodal analgesia during surgical intervention. In addition, one should take into account, in modern conditions, the financial aspect – since one ampoule of narcotic analgesics (for example, fentanyl) is 2.5–3 times more expensive than one ampoule of NSAIDs (for example, nalbuphin 10 mg). This makes it possible to actively and prolonged use of it in conjunction with paracetamol for the purchase of pain in the postoperative period.Цель работы: продемонстрировать один из вариантов сбалансированной анестезии при операциях на органах грудной клетки. Материалы и методы. В исследовании представлено 152 случая анальгезии, разделенных на три групп: основная 85 пациентов (предложенная методика) и две группы сравнения 37 и 30 случаев соответственно. Оперативные вмешательтва на органах грудной клетки проводяться при однолегочной ИВЛ (интубация правого или левого главного), которую достигали путем интубации эндотрахеальной трбкой № 7 – № 7,5 на usb-SMART камере, присоединенной к электронным средствам визуализации (в нашем случае ноутбук). ИВЛ проводили аппаратом “Blizar” в режиме контролируемой аппаратной вентиляции (CMV). После завершения основных хирургических манипуляций ЕТТ переводилась в трахею и ИВЛ проводилась в обычном режиме. В период с 01.01.19 р. по 22.05.19 р. проведено 85 оперативных вмешательств по данной методике (основная группа). В группу сравнения отнесли 30 пациентов, оперативное вмешательство которым проведено по общепринятой методике эндотрахеальной анестезии с ИВЛ (стандартная методика с использованием фентанила), третья группа – фентанил + парацетамол + лидокаин (37 случаев), осложнений в каждой из групп не было. Результаты исследований и их обсуждение. Современное развитие анестезиологии дает возможность использования различных методов анальгезии. Большинство оперативных вмешательств на органах грудной клетки относятся к сложным, опасным, высокотравматичным. Для обеспечения лучших условий выполнения оперативного вмешательства 80 – 90 % случаев выполняется односторонняя интубация одного из главных бронхов, требует от анестезиолога тщательного контроля глубины анальгезии и показателей жизнедеятельности. В последнее время появляется много информации о мультимодальной анальгезии, однако подавляющее большинство публикаций это использование ее для купирования послеоперационной боли. В доступной нам литературе мы не нашли информации об использовании мультимодальной анальгезии во время оперативного вмешательства. Дополнительно следует учитывать в современных условиях финансовый аспект – ведь одна ампула наркотического анальгетика (пример – фентанил) в 2,5 – 3 раза дороже чем одна ампула НПВП (пример – налбуфин 10 мг). Это дает возможность активно и пролонгировано использовать его в сочетании с парацетамолом для купирования боли в послеоперационный период.Мета роботи: продемонструвати один із варіантів збалансованої анестезії при виконанні оперативних втручань на органах грудної клітки. Матеріали і методи. В дослідженні опрацьовано 152 випадки аналгезії, які розділено на три групи: основна – 85 пацієнтів (запропонована методика) та дві групи порівняння по 37 та 30 хворих, відповідно. Оперативні втручання на органах грудної клітки виконують при однобічній ШВЛ (інтубація правого чи лівого головних бронхів), яку досягли шляхом інтубації ендотрахеальною трубкою № 7 – № 7,5 на usb-SMART камері, приєднаній до електронних засобів візуалізації (в нашому випадку ноутбук). ШВЛ проводили за допомогою апарата “Blizar” в режимі контрольованої апаратної вентиляції (CMV). Після завершення основних хірургічних маніпуляцій ЕТТ переводили у трахею і ШВЛ проводили у звичному режимі. В період з 01.01.19 р. по 22.05.19 р. проведено 85 оперативних втручань за даною методикою (основна група). Групу порівняння склали 30 пацієнтів, оперативне втручання яким виконано за загальноприйнятою методикою тотальної внутрішньовенної анестезії з ШВЛ (використання фентанілу), третя група – фентаніл + парацетамол + лідокаїн (37 випадків). Ускладнень в кожній з груп не було. Результати досліджень та їх обговорення. Сучасний розвиток анестезіології дає можливість для використання різних методів аналгезії. Більшість оперативних втручань на органах грудної клітки належить до складних, небезпечних, високотравматичних. Для забезпечення кращих умов виконання оперативного втручання у 80 – 90 % випадків виконується однобічна інтубація одного з головних бронхів, що вимагає від анестезіолога ретельнішого контролю глибини аналгезії та показників життєдіяльності. Останнім часом з’являється багато інформації щодо мультимодальної аналгезії, проте більшість публікацій – це використання її для купірування післяопераційного болю. В доступній нам літературі ми не знайшли інформації про використання мультимодальної аналгезії під час оперативного втручання. У сучасних умовах додатково слід враховувати фінансовий аспект – адже одна ампула наркотичного анальгетика (приклад – фентаніл) в 2,5 – 3 рази дорожча, ніж одна ампула НПЗП (приклад – налбуфін 10 мг). Це дає можливість активно і пролонговано використовувати його в поєднані з парацетамолом для купірування болю в післяопераційний період

Optical design and simulation of a new coherence beamline at NSLS-II

We will discuss the optical design for a proposed beamline at NSLS-II, a late-third generation storage ring source, designed to exploit the spatial coherence of the X-rays to extract high-resolution spatial information from ordered and disordered materials through Coherent Di�ractive Imaging, executed in the Bragg- and forward-scattering geometries. This technique o�ers a powerful tool to image sub-10 nm spatial features and, within ordered materials, sub-Angstrom mapping of deformation �elds. Driven by the opportunity to apply CDI to a wide range of samples, with sizes ranging from sub-micron to tens-of-microns, two optical designs have been proposed and simulated under a wide variety of optical con�gurations using the software package Synchrotron Radiation Workshop. The designs, their goals, and the results of the simulation, including NSLS-II ring and undulator source parameters, of the beamline performance as a function of its variable optical components is described

Creating Ioffe-Pritchard micro-traps from permanent magnetic film with in-plane magnetization

We present designs for Ioffe-Pritchard type magnetic traps using planar patterns of hard magnetic material. Two samples with different pattern designs were produced by spark erosion of 40 $\mu$m thick FePt foil. The pattern on the first sample yields calculated axial and radial trap frequencies of 51 Hz and 6.8 kHz, respectively. For the second sample the calculated frequencies are 34 Hz and 11 kHz. The structures were used successfully as a magneto-optical trap for $^{87}$Rb and loaded as a magnetic trap. A third design, based on lithographically patterned 250 nm thick FePt film on a Si substrate, yields an array of 19 traps with calculated axial and radial trap frequencies of 1.5 kHz and 110 kHz, respectively.Comment: 8 pages, 5 figures Revised and accepted for EPJD, improved picture