Новый усовершенствованный ускоритель частиц в Центре линейного ускорителя Стэнфорда (SLAC) впервые произвел рентгеновские лучи. Обновленный источник когерентного света линака (LCLS-II) способен излучать до миллиона рентгеновских импульсов в секунду (в 8,000 раз больше, чем оригинал) и почти непрерывный луч, яркость которого превышает предыдущую модель в 10,000 раз. Ученые уверены, что это позволит проводить беспрецедентные исследования на атомном уровне и откроет новые горизонты в квантовых вычислениях, коммуникациях, чистой энергетике и медицине.
Одним из ключевых моментов в усовершенствовании ускорителя стала его способность к охлаждению. Оригинальный LCLS, запущенный в 2009 году, был ограничен 120 импульсами в секунду из-за естественных ограничений количества электронов, которые могли одновременно проходить через медные трубы ускорителя при комнатной температуре. Однако новая версия включает в себя 37 криогенных модулей, охлажденных до -456 градусов по Фаренгейту (даже холоднее, чем космическое пространство), что позволяет "ускорять электроны до высоких энергий с почти нулевыми энергетическими потерями". Новый ускоритель будет работать параллельно с существующим.
Исследователи из SLAC утверждают, что новые возможности позволят им изучать детали квантовых материалов с невиданным разрешением, открывая новые формы квантовых вычислений и "раскрывая непредсказуемые и мимолетные химические процессы", что поможет развивать технологии чистой энергии. Кроме того, они считают, что это может помочь ученым разрабатывать новые фармацевтические препараты, изучая работу биологических молекул в беспрецедентном масштабе. Наконец, они заявили, что 8,000 вспышек в секунду "откроют совершенно новые области научных исследований."
Ученые из SLAC начали разрабатывать апгрейды оригинального LCLS в 2010 году. С тех пор на проект потратили 1,1 миллиарда долларов, а процесс включал в себя тысячи ученых, инженеров и техников из департамента энергетики, а также множества других партнерских учреждений. Для его реализации потребовались многочисленные "передовые компоненты", включая новый источник электронов, два криогенных завода для производства хладагента и два новых ундулятора для генерации рентгеновских лучей из пучка.
Эксперименты в каждой из областей начнутся в ближайшие недели и месяцы, привлекая тысячи исследователей со всей страны и со всего мира.