Рентгеновский лазер, расположенный в Менло-Парке, штат Калифорния, который должен стать самым мощным в мире, только что выпустил свои первые лучи. Оборудование было запущено в эксплуатацию в 2009 году и в последнее время проходит реконструкцию с целью повышения его производительности. Модернизации позволят создавать высокоскоростные пленки сверхбыстрых процессов на субатомном уровне и даже можно будет наблюдать электрические заряды, отражающиеся вокруг атомов во время химической реакции.
Модернизация оборудования, известного как Linac Coherent Light Source (LCLS), в Национальной ускорительной лаборатории (SLAC), стоит около 1,1 миллиарда долларов и ведется уже более десяти лет. В результате реконструкции яркость луча увеличилась в 10 000 раз, а частота импульсов в секунду — более чем на 8 000, что дает 1 миллион рентгеновских импульсов в секунду.
Новые лазерные установки позволят четко видеть редкие и никогда ранее не наблюдавшиеся молекулярные события, открывая совершенно новые возможности. LCLS, теперь известный как LCLS-II, позволит исследовать квантовые материалы, открыть фотосинтез и разработать новую электронику для вычислительных систем.
Читать далее:
Лазерные обновления
Оригинальный LCLS, или LCLS-I, был первым оборудованием такого типа, разработанным в мире. Его работа сочетала в себе возможности исследования атомов высокоэнергетическими «жесткими» рентгеновскими лучами со скоростью лазера.
Лазер представлял собой 3-километровый ускоритель частиц, который выбрасывал электроны из медной трубки. Эти частицы накачивались двумя магнитными ондуляторами, заставляя их перемещаться с одной стороны на другую и производить рентгеновские лучи.
Теперь в обновлении часть медной трубки заменена на ниобиевые полости, охлажденные примерно до -271 градуса Цельсия. При этой температуре материал превращается в сверхпроводник, транспортируя электроны практически без сопротивления и позволяя быстрее достичь частоты импульсов.
Научное сообщество воодушевлено возможностями, которые откроют лазерные реформы. Джунко Яно, молекулярный биофизик из Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли, в своем заявлении отмечает, что обновления позволят ему углубиться в свои исследования фотосинтеза, в которых он хочет понять, как происходит этот процесс, чтобы его можно было имитировать в солнечном топливе. производственные системы.
Завершение лазерной реконструкции планировалось провести в 2020 году, но из-за нескольких факторов, таких как пандемия Covid-19, ее завершение было отложено. В настоящее время команда SLAC с нетерпением ждет завершения обновления и оценивает исследовательские проекты ученых со всего мира, которые просят использовать LCLS-II для ускорения своих исследований.
Смотрели ли вы новые видео на YouTube от Olhar Digital? Подпишитесь на канал!