El laser de electrón libre duro de la radiografía del laboratorio de SLAC actualizó con éxito

July 27, 2020

En abril de 2009, el primer laser de electrón libre duro de la radiografía del mundo (XFEL) produjo la primera luz en el laboratorio nacional del acelerador de SLAC del Departamento de Energía de EE. UU. La fuente de luz coherente de Linac (LCLS) produce los pulsos de la radiografía que son un mil millones veces más brillantes que cualquier fuente de luz anterior. Desde entonces, su funcionamiento ha traído nuevas penetraciones en muchos campos científicos, de crear “películas moleculares químicas” a estudiar la estructura y el movimiento de proteínas de una nueva generación de drogas y a simular la “lluvia del diamante” en los planetas gigantes de nuestra Sistema Solar. ”.

El laboratorio nacional del acelerador de SLAC puso en marcha el proyecto de LCLS-II en 2013 para aumentar el poder de los lasers de radiografía en millares de épocas y para generar un millón pulsos por segundos. Actualmente, solamente 120 pulsos se pueden generar por segundo. Se espera que la mejora del proyecto sea terminada en el plazo de dos años.

El principio de trabajo de laser de electrón libre duro de la radiografía se divide en dos pasos. Primero, acelera el haz electrónico potente casi a la velocidad de la luz. El haz entonces se pasa con una serie de imanes exacto adaptados en un dispositivo llamado a duda, que convierte energía de electrón en pulsos intensos de radiografías.

Estos pulsos son solamente un millonésimos de un segundos de largo, de modo que puedan capturar el nacimiento de vínculos químicos y producir imágenes con la resolución atómica. El proyecto de LCLS-II planea instalar un nuevo acelerador para el laboratorio que puede utilizar tecnología superconductora criogénica para alcanzar una tarifa sin precedente de la repetición, e instala un nuevo duda que pueda controlar exacto el haz de radiografía.

En el último año y medio, el pulsador original de LCLS en el laboratorio fue substituido por dos sistemas a estrenar por funciones a estrenar. Cada dispositivo de la onda contiene millares de imanes que extiendan más de 100 metros; el campo magnético que producen juntos es decenas de miles de veces más fuerte que el campo magnético de la tierra, y la fuerza generada es equivalente a algunas toneladas de peso. Al mismo tiempo, la estructura del imán no torcerá más de un centésimo de la anchura de un cabello humano.

El dispositivo de la nueva ola fue diseñado por el laboratorio nacional de Argonne en los Estados Unidos y construido por Lawrence Berkeley National Laboratory, e instalado en el laboratorio nacional del acelerador de SLAC en el último año. Los científicos en el laboratorio del acelerador de SLAC pueden dirigir los haces electrónicos de los aceleradores existentes de LCLS con el arsenal del imán en el nuevo undulator de la “radiografía dura”. En apenas algunas horas, generaron la primera señal de la radiografía y después ajustaron exacto la configuración para maximizar funcionamiento del laser de radiografía.

Henrik von der Lippe, director de la ingeniería en Berkeley Laboratories, dijo: “La generación de la primera luz es un jalón muy esperado. La esta instalación científica permitirá la nueva investigación científica.”