قدرتمندترین لیزر اشعه ایکس جهان

آزمایشگاه ملی شتاب دهنده SLAC وزارت انرژی ایالات متحده قوی ترین لیزر اشعه ایکس جهان را روشن کرده است. لیزر الکترون آزاد اشعه ایکس (LCLS-II) یک میلیون بار در دقیقه چشمک زده و ۱۰ هزار برابر روشن تر از مدل قبلی خود است.

به گزارش سیناپرس، توانایی گرفتن عکس و تصویر ابزار بسیار قدرتمندی برای دانشمندان است. نه تنها وسیله ای کارآمد برای ثبت داده ها است، بلکه می تواند ابزار بسیار قدرتمندی برای تجزیه و تحلیل باشد. به عنوان مثال، توانایی کاهش سرعت وقایع و تماشای رویدادها منجر به اکتشافات قابل توجهی شده است که به اولین نماهای استاپ موشن اسبی که در حال تاختن است باز می گردد که برای اولین بار نحوه حرکت پاهایش را نشان داد.

مشکل زمانی ایجاد می شود که همه چیز بسیار کوچک و بسیار سریع می شود. فراتر از یک مقیاس خاص، امواج نور به سادگی بیش از حد طولانی هستند که نمی ‌توانند بسیاری از جزئیات را دریافت کنند و به چیزی قابل تنظیم و بسیار دقیق‌تر نیاز است. اینجاست که اشعه ایکس و به ویژه لیزرهای سخت اشعه ایکس وارد عمل می شوند.

ایده اصلی ارتقای LCLS-II XFEL به ارزش ۱.۱ میلیارد دلار این است که با ایجاد لیزر اشعه ایکس با بیشترین تعداد پالس در ثانیه و روشن کردن آن پالس ها تا حد امکان، زمان را طولانی کرده و بالاترین وضوح ممکن را تولید کند.

این دستگاه این کار را با استفاده از یک شتاب ‌دهنده ابررسانای موج پیوسته زیرزمینی انجام می ‌دهد که ۳٫۲ کیلومتر طول داشته و انرژی 4GeV را مدیریت می ‌کند. این انرژی برای شتاب دادن به الکترون ها با استفاده از آهنرباهای الکترومغناطیس ابررسانا به سرعت تقریباً نور استفاده می شود. سپس الکترون‌ها از طریق میدان‌های مغناطیسی تند و سریع توصیف می‌ شوند که باعث می ‌شود الکترون‌ها اشعه ایکس منسجم ساطع کنند. سپس الکترون‌ها را تخلیه کرده و چیزی که باقی می ‌ماند قدرتمندترین لیزر پرتو ایکس جهان است که یک میلیون بار در ثانیه یا ۸ هزار برابر سریع‌تر از نسل قبلی خود و ۱۰ هزار برابر روشن‌تر می ‌تابد.

به گفته شرکت سازنده، چنین اشعه ایکس ابزاری با کاربردهای بسیار متنوع است. برای مثال، می ‌تواند از واکنش‌های شیمیایی مانند فتوسنتز فیلم‌هایی بسازد که در زمان واقعی اتفاق می ‌افتند. همچنین می تواند در تجزیه و تحلیل ساختار مولکول های پیچیده کمک کرده و در طراحی کامپیوترهای کوانتومی کارا باشد.

به گزارش سیناپرس، جنیفر گرانهولم (Jennifer Granholm) وزیر انرژی ایالات متحده در این باره گفت: نور LCLS-II SLAC کوچکترین و سریع ترین پدیده های جهان را روشن می کند و منجر به اکتشافات بزرگ در رشته های مختلف از سلامت انسان گرفته تا علم مواد کوانتومی می شود. این ارتقا به قوی ترین لیزر اشعه ایکس موجود، ایالات متحده را در خط مقدم علم اشعه ایکس نگه می دارد و پنجره ای به نحوه عملکرد جهان ما در سطح اتمی ارائه می دهد.

مترجم: مهگل غفاری

منبع: newatlas

No tags for this post.