"Prva luč" na evropskem XFEL

Največji rentgenski laser na svetu generira svoje prve rentgenske impulze

Pogled v 2, 1 kilometra dolg pospeševalni tunel evropskega XFEL z rumenimi superprevodnimi moduli za pospeševanje. © DESY / D. Nölle
prebral

Mejnik v megalaserju: Največji rentgenski laser na svetu je ustvaril svojo prvo lasersko svetlobo. 4. maja so bili na evropskem XFEL v Hamburgu proizvedeni prvi impulzi visoko energijskih usmerjenih rentgenskih žarkov. V prihodnosti bodo omogočili popolnoma nove vpoglede v nanokosmos. Z uspešnim "First Lasing" je zdaj odprta pot za začetek raziskovalnih operacij septembra.

3, 4 kilometra dolg evropski XFEL je največji in najmočnejši rentgenski laser na svetu. Ustvari lahko 27.000 rentgenskih utripov na sekundo, hkrati pa doseže milijardo krat večjo svetlost običajnih sinhrotronskih svetlobnih virov. Oktobra 2016 je bila končana gradnja 3, 4 kilometra dolgega objekta, zdaj pa je rentgenski laser prvič ustvaril laserski žarek.

Hiter valjčni potek elektronov

Da bi ustvarili kratko valovno in urejeno rentgensko svetlobo v XFEL, se prvi elektronski impulzi pospešijo v 2, 1 kilometra dolgem superprevodnem linearnem pospeševalniku sistema. S približno hitrostjo svetlobe in zelo visoko energijo nato preidejo 210 metrov dolgo rentgensko pot, valjček. Tukaj 17.290 magnetov z izmenično polariteto pripelje elektronske pakete na tesen slalom.

V vsaki krivulji elektroni oddajajo izjemno kratke valove rentgenskih žarkov, ki se po poti povečajo kot plaz. Rezultat so izjemno kratki impulzi visoko koncentriranih in vibrirajočih navadnih rentgenskih žarkov. V včerajšnjem Prvem ohišju je XFEL dosegel frekvenco pulza enega rentgenskega impulza na sekundo, kasneje bo 27.000 na sekundo.

"Nova doba raziskav"

"Oživel je evropski rentgenski laser XFEL!" Je uspeh komentiral Helmut Dosch, predsednik upravnega odbora DESY. "Prva laserska svetloba, izdelana z uporabo najnaprednejšega in najmočnejšega linearnega pospeševalnika na svetu, odpira novo obdobje raziskav v Evropi."

Prva laserska svetloba v evropskem XFEL, ki jo je posnel rentgenski detektor na koncu tunela. DESY

Konkretno, direktor podjetja XFEL Robert Feidenhans pojasnjuje: "Zdaj lahko začnemo rentgenske utripe nad edinstvenimi ogledali skozi zadnji odsek predora v eksperimentalno dvorano nato pa postopno zagnati poskusne postaje. Resnično se veselim uvedbe mednarodnega poslovanja z uporabniki, ki bo predvidoma septembra. "

Nova spoznanja o nanokosmosu

Novi vrhunski rentgenski laser bo omogočil globlji vpogled v nanokosmos v prihodnosti. Ultra kratki rentgenski utripi in visoka svetlobna jakost lahko naredijo izjemno hitre procese, kot so kemijske reakcije, vidne na atomski ravni ali razkrijejo strukturo biomolekul.

Aplikacije segajo od strukturne biologije do kemije, fizike in materializma, okoljskih in energetskih raziskav ali raziskovanja eksotičnih fizičnih stanj.

(Nemški elektronski sinhrotronski DESY, 05.05.2017 - NPO)