Раньше для таких исследований нужны были синхротроны — гигантские установки, которых в мире всего около 70.

Теперь же достаточно компактного лабораторного прибора размером с ванную комнату (а в будущем — и с небольшой чулан).

Результаты опубликованы в издании Nature.

Как это работает:

• Крошечный образец материала вращается перед мощным рентгеновским лучом.
• Луч в миллион раз интенсивнее медицинского рентгена — этого хватает, чтобы рассмотреть отдельные кристаллы внутри материала.
• Компьютер строит 3D-карту, показывая, как кристаллы расположены, как деформируются под нагрузкой.

Раньше ученые месяцами ждали очереди на синхротрон, а эксперименты жестко ограничивали по времени. Теперь можно спокойно тестировать идеи в лаборатории, тренировать студентов и даже проводить долгие эксперименты — например, изучать, как материал ведет себя при тысячах циклов нагрузки.

Это как собственный телескоп во дворе, — говорит Эшли Баксек, один из авторов исследования.

Космический телескоп Хаббл все равно нужен для самых сложных задач, но теперь мы можем подготовиться к большим экспериментам заранее.

Пока система видит не все — самые мелкие кристаллы (меньше 60 микрометров) иногда ускользают. Но если добавить более чувствительный детектор, проблема исчезнет.

Главный плюс — демократизация науки. Теперь не только избранные лаборатории с доступом к синхротронам могут изучать микроструктуру материалов. Это ускорит разработку новых сплавов, композитов, методов обработки.

• Для промышленности — возможность быстрее тестировать прототипы. Например, понять, почему трескается сталь в опорах моста или как улучшить жаропрочные сплавы для турбин.
• Для образования — студенты смогут работать с передовыми методами без бюрократии и очередей.
• Для фундаментальной науки — больше свободы экспериментировать. Можно ставить долгие опыты, которые раньше были невозможны из-за ограничений синхротронного времени.

Ранее ученые использовали протонный синхротрон для создания облаков.