尽管我们知道原子和分子的存在,但仍然有很多我们不了解的东西,主要是因为我们看不到它们。
为了捕获这些粒子的运动,SLAC国家加速器实验室的科学家使用了世界上最亮的X射线激光器,以惊人的速度发射。
SLAC在4月4日宣布,通过10亿美元的升级项目,这款最先进的设备将变得更加强大。
令人难以置信的升级
世界上最亮的X射线激光被称为Linac Coomerent Light Source(LCLS),它本身就是一个宏伟的创造。
当LCLS于2010年首次引入时,它成为了使用最快,最明亮的X射线脉冲的专业X射线显微镜的第一个光源,从而提供了固有的X射线脉冲,并提供了微观显微镜世界的前所未有且复杂的细节。
每年数百名科学家使用这种惊人的设备来瞥见自然发生的过程,例如化学键的形成以及电荷的重排。它还有助于提供与疾病相关的蛋白质的3D图像,这些蛋白可能持有寻找治疗方法的关键。
新的称为LCLS-II的升级将涉及拆除现有激光的三分之一,并使用特色组件重建撕裂的部分。这些组件的运行速度比当前版本高8,000倍,并且比当前版本更明亮。
LCLS通过将X射线频谱中的光引导到一个非常快速的爆发中,持续到飞秒(四分之一的四分之一)。升级后,该设备将能够以相同的能量发射100万次爆发。
这意味着爆发发生得更快,同时降低了每次爆发的能量。实际上,一次爆发中花费的总能量几乎等于一杯热咖啡中的能量。
升级的含义
研究人员认为,升级将使X射线科学提升到一个新的水平,并为广泛的超巨大和超级研究开放。
项目负责人迈克·邓恩(Mike Dunne)表示,升级将提高他们创建未来派变革性技术(例如挽救生命的药物,创新电子产品和开创性能源解决方案)的能力。
共同研究员彼得·韦伯(Peter Webber)教授说,升级肯定会在许多方面受益。
“我很高兴将新功能用于我自己的研究,”额外韦伯。
SLAC与另外四个国家实验室和康奈尔大学合作,将升级为现实。四个实验室中的每个实验室(Fermilab,Berkeley Lab,Jefferson Lab和Argonne)都将为项目计划,组件设计,构建和获取提供关键贡献。
同时,研究人员说,LCLS-II将与当前版本并行工作,他们俩都占据了SLAC的2英里线性加速隧道。 LCLS-II将用于不需要那么多光但强烈取决于时间的事物。对于更密集的样本,科学家仍将使用LCLS-I。