Недавно модернизированный ускоритель частиц в Стэнфордском центре линейных ускорителей (SLAC) Министерства энергетики США произведено свои первые рентгеновские снимки. Обновленный источник когерентного света Linac (LCLS), LCLS-II, может излучать до миллиона рентгеновских импульсов в секунду (в 8000 раз больше, чем оригинал) и почти непрерывный луч в 10 000 раз ярче, чем его предшественник. Исследователи полагают, что это позволит провести беспрецедентные исследования «сверхбыстрых явлений атомного масштаба» и прольет новый свет на квантовые вычисления, связь, чистую энергетику и медицину.
Одним из ключей к мощному обновлению ускорителя являются его охлаждающие способности. Первоначальный LCLS, запущенный в эксплуатацию в 2009 году, был ограничен частотой 120 импульсов в секунду из-за естественных ограничений на то, сколько электронов могло одновременно проходить через медные трубы ускорителя при комнатной температуре. Но обновленная версия включает в себя 37 криогенных модулей, охлажденных до минус 456 градусов по Фаренгейту (холоднее, чем в космосе), что позволяет «разогревать электроны до высоких энергий с почти нулевой потерей энергии». Новый ускоритель будет работать параллельно с существующим медным.
Исследователи SLAC говорят, что новые возможности позволят им изучать детали квантовых материалов с беспрецедентным разрешением, одновременно открывая новые формы квантовых вычислений и «выявляя непредсказуемые и мимолетные химические события», чтобы способствовать развитию технологий чистой энергии. Кроме того, они говорят, что это может помочь ученым в разработке новых фармацевтических препаратов, изучая, как работают биологические молекулы, в беспрецедентных масштабах. Наконец, они заявили, что его беспрецедентные 8000 вспышек в секунду «откроют совершенно новые области научных исследований».
Исследователи SLAC начали задумываться об обновлении оригинальной LCLS в 2010 году. С тех пор проект обошелся в 1,1 миллиарда долларов, и в нем приняли участие «тысячи ученых, инженеров и технических специалистов Министерства энергетики, а также многочисленные институциональные партнеры». Для этого потребовались многочисленные «передовые компоненты», в том числе новый источник электронов, две криоустановки для производства хладагента и два новых ондулятора для генерации рентгеновских лучей из пучка. В этом проекте приняли участие несколько учреждений, в том числе пять национальных лабораторий США (среди прочих Национальная лаборатория Лоуренса Беркли и Аргоннская национальная лаборатория) и Корнелльский университет.
«Эксперименты в каждой из этих областей должны начаться в ближайшие недели и месяцы, привлекая тысячи исследователей со всей страны и всего мира», — сказал директор LCLS Майк Данн. «Пользовательские средства Министерства энергетики, такие как LCLS, предоставляются пользователям бесплатно — мы выбираем на основе наиболее важных и эффективных научных данных. LCLS-II произведет революцию во многих академических и промышленных секторах. Я с нетерпением жду натиска новых идей — в этом суть существования национальных лабораторий».
Нажмите здесь, чтобы узнать больше новостей