RW Space

Границы науки постоянно раздвигаются и расширяются по мере разработки новых и более совершенных технологий, и теперь исследователи обещают «новую эру» открытий, когда появится самый мощный в мире рентгеновский лазер.

Речь идет о лазере Linac Coherent Light Source (LCLS) II, который способен производить до миллиона рентгеновских вспышек каждую секунду. Это примерно в 8000 раз больше, чем у оригинального лазера LCLS, и он создает практически непрерывный луч высокоэнергетического света, который в 10 000 раз ярче, чем раньше.

Это означает, что он может гораздо более детально фиксировать процессы на атомном уровне. возможно, процессы, которые никогда раньше не наблюдались должным образом – и, возможно, оттуда откроются совершенно новые области исследований.

Подумайте об изучении квантовых событий с более высоким разрешением, чем когда-либо прежде, или о том, чтобы запечатлеть химические процессы, которые завершаются в кратчайшие сроки – от реакций до солнечные панели к структурам клеток и новым типам лекарств.

Машина расположена в Национальной ускорительной лаборатории SLAC в Калифорнии и управляется Стэнфордским университетом Министерства энергетики США. Объявление о его «первом свете» произошло после более чем десяти лет разработки и инвестиций в размере более миллиарда долларов.

«Свет от LCLS-II SLAC будет освещать самые маленькие и быстрые явления во Вселенной. и приведет к большим открытиям в самых разных дисциплинах, от здоровья человека до квантового материаловедения», — говорит министр энергетики США Дженнифер Грэнхольм.

В частности, LCLS-II — это рентгеновский лазер на свободных электронах (XFEL), где свободные электроны ускоряются до скорости света, создавая сверхяркие и сверхбыстрые вспышки света на сверхкоротких длинах волн – как вспышка фотокамеры, срабатывающая со скоростью, далеко превосходящей ту, которую может воспринимать человеческий глаз.

В лазере заложен целый ряд передовых технологий, в том числе сверхпроводящий ускоритель и набор из 37 криогенных модулей, работающих при сверхнизких температурах, которые могут двигать электроны практически без потерь энергии.Есть также два новых ондулятора – один «мягкий» или с низкой энергией и один «жесткий» или с высокой энергией – которые отвечают за генерацию рентгеновского света из ускоряющихся электронов, что является важной частью общего процесса. p>

В мире существует всего несколько XFEL, и они уже привели к важным шагам вперед в нашем понимании таких явлений, как космическая погода и процесс фотосинтеза. Теперь станет возможным гораздо больше.

Способность этих устройств снимать «молекулярные фильмы» мельчайших и кратчайших научных взаимодействий – со скоростью движения электронов или в аттосекундном масштабе времени – будет иметь последствия. для физики, химии, биологии, инженерии и материаловедения.

«Эксперименты в каждой из этих областей начнутся в ближайшие недели и месяцы, привлекая тысячи исследователей со всей страны и всего мира. », — говорит директор LCLS Майк Данн.