Będą prześwietlać atomy z obłędną szczegółowością. Rusza najsilniejszy laser rentgenowski na świecie

Mowa tutaj o zmodernizowanym laserze rentgenowskim Linac Coherent Light Source (LCLS), który teraz nosi nazwę LCLS-II. Urządzenie będzie w stanie wyemitować najjaśniejszą wiązkę promieniowania rentgenowskiego, jaką udało się dotychczas osiągnąć. Badacze przekonują, że dzięki temu będziemy mogli przyjrzeć się atomom i cząsteczkom chemicznym na nieosiągalnym dotąd poziomie szczegółowości.

Warto tutaj zwrócić uwagę, że pierwszy laser LCLS był w stanie emitować 100 impulsów rentgenowskich na sekundę. LCLS-II natomiast będzie w stanie nie tylko emitować ich milion na sekundę, to każdy z impulsów będzie 10 000 razy jaśniejszy od impulsów emitowanych przez LCLS. Tym samym naukowcy wejdą na zupełnie nowy poziom rozwoju.

Całe urządzenie to metalowa tuba o długości trzech kilometrów. Na jednym z jego końców naukowcy za pomocą promieniowania ultrafioletowego będą wybijać elektrony z miedzianej płyty, a następnie będą je przyspieszać za pomocą impulsów promieniowania mikrofalowego do prędkości bliskiej prędkości światła. Tak rozpędzone elektrony przelatują następnie przez szereg tysięcy magnesów ustawionych co kilka milimetrów.

Generowane przez owe magnesy pole magnetyczne oddziałują na przelatujące elektrony tak, że te emitują nawet milion impulsów promieniowania rentgenowskiego na sekundę. Warto tutaj zauważyć, że w trakcie modernizacji naukowcy musieli wymienić miedzianą powłokę wnętrza tuby na powłokę wykonaną z niobu schłodzonego do -271 stopni Celsjusza. Nowy laser bowiem jest na tyle silny, że byłby w stanie po prostu stopić całą tubę.

Promieniowanie rentgenowskie ma długość fali zbliżoną do rozmiarów atomu, dzięki czemu umożliwia ono obrazowanie pojedynczych atomów w cząsteczkach związków chemicznych. Co więcej, za pomocą LCLS-II możliwe będzie obserwowanie jak tworzą się i zrywają wiązania chemiczne. Takich filmów przedstawiających ewolucję cząsteczek chemicznych jeszcze nie widzieliśmy.