Фізика
Фізика

Надпотужний рентгенівський лазер LCLS завершив підготовку до запусків

Національна прискорювальна лабораторія SLAC повідомила про звершення модернізації свого лінійного джерела когерентного світла LCLS-II. Це надпотужний рентгенівський лазер на вільних електронах, який вже охолонув до своєї робочої температури всього у два кельвіни та готовий до тестових пускових робіт. Наприклад, для аналізу структури макромолекул, швидкоплинних процесів чи нових матеріалів. Деталі про готовність до роботи лабораторія розповіла на своєму сайті.

Reidar Hahn

Reidar Hahn

Запуск першого у світі рентгенівського лазера на вільних електронах LCLS відбувся у 2009 році у Національній прискорювальній лабораторії SLAC, що у США. Робота таких лазерів характеризується дуже короткими імпульсами до кількох фемтосекунд та невеликою зоною випромінювання, що дає змогу досягати набагато кращої роздільної здатності у роботі.

І вже у 2013 році з'явився проєкт модернізації LCLS-II. LCLS-II, значно збільшить потужність джерела когерентного світла лінійного прискорювача SLAC (LCLS) для експериментів, які дозволять дослідникам проводити спостереження у більш широкому діапазоні енергій, робити детальні знімки надшвидких процесів, досліджувати крихкі зразки, недоступні для інших джерел світла, та збирати більше даних за короткий час. Новий рентгенівський лазер повинен працювати паралельно з існуючим, кожен з яких займатиме третину тунелю лінійного прискорювача SLAC завдовжки 3,2 кілометра.

Як і існуюча установка, LCLS-II використовуватиме електрони, прискорені майже до швидкості світла, для генерації пучків надзвичайно яскравого рентгенівського лазерного випромінювання. Електрони пролітають крізь ряд магнітів, ондуляторів, які змушують їх рухатися зигзагоподібним шляхом, тим самим прискорюючи їх, щоб змусити випромінювати енергію у вигляді рентгенівських променів.

Однак якщо в попередній установці електрони прискорюються в мідній трубі, яка працює при кімнатній температурі і дозволяє генерувати до 120 імпульсів рентгенівського лазера в секунду, то в новій їх розжене тунель при охолодженні до двох кельвінів або мінус 271,15 градуса Цельсія. Це дасть змогу генерувати майже безперервний промінь рентгенівського лазера з імпульсами, які в середньому в 10 тисяч разів яскравіші, ніж у LCLS, і досягнуть мільйона разів на секунду.

15 квітня новий прискорювач вперше досяг своєї робочої температури і вже з 10 травня, за словами SLAC, прискорювач готовий до перших тестових пускових робіт. Очікується, що LCLS-II почне виробляти рентгенівські промені безпосередньо для експериментів вже наприкінці цього року.

Також раніше ми розповідали про перші фото камери обсерваторії імені Вери Рубін, що знаходиться у SLAC. Першим 3200-мегапіксельним цифровим фото стала цвітна капуста.


Фото в анонсі: Reidar Hahn