;
Наука 11 мая 2022

Физики создали сверхпроводящий рентгеновский лазер, который холоднее космоса

Далее

Исследователи из США начали использовать вторую версию ускорителя заряженных частиц LCLS при рекордно низкой температуре. Это увеличило его эффективность в тысячи раз, что приведет к новым научным открытиям.

Команда охладила ускоритель заряженных частиц до температуры -271 ˚C, при таких условиях он становится сверхпроводящим и может разгонять электроны с почти нулевой потерей энергии. Это один из последних этапов перед тем, как LCLS-II будет производить рентгеновские импульсы, которые в среднем в 10 тыс. раз ярче, чем импульсы LCLS. Это мировой рекорд для самых мощных на сегодняшний день источников рентгеновского излучения.

«Всего за несколько часов LCLS-II произведет больше рентгеновских импульсов, чем предыдущая версия такого же лазера произвела за весь срок службы, — отметил Майк Данн, директор LCLS. — Данные, на сбор которых раньше уходили месяцы, теперь можно получить за считанные минуты. Это выведет науку на новый уровень, проложит путь для совершенно нового спектра исследований и расширит наши возможности по разработке революционных технологий для решения самых серьезных проблем, стоящих перед нашим обществом».

С помощью новых возможностей ученые смогут исследовать детали сложных материалов с беспрецедентным разрешением для создания новых форм вычислительной техники и коммуникаций; выявлять редкие химические явления, чтобы создавать более устойчивые материалы для промышленности и чистой энергии; изучать, как биологические молекулы выполняют жизненные функции для разработки новых видов фармацевтических препаратов; изучить мир квантовой механики, измеряя движения отдельных атомов.

LCLS, первый в мире рентгеновский лазер на свободных электронах (XFEL), начал работать в апреле 2009 года, генерируя рентгеновские импульсы в миллиард раз ярче, чем аналогичные устройства. Он ускоряет электроны при комнатной температуре, что ограничивает его скорость 120 импульсами в секунду.

Новая версия ускорителя же работает при рекордно низкой температуре, что в несколько тысяч раз ускоряет его работу. Для достижения этой температуры устройство оснащено двумя гелиевыми криоустановками. Команда SLAC Cryogenics работала над ними в течение трех лет.

«Охлаждение было критически важным процессом, и его нужно было проводить очень осторожно, чтобы не повредить криомодули, — отметил Эндрю Баррилл, глава Дирекции ускорителей SLAC. — Мы рады, что достигли этого рубежа и теперь можем сосредоточиться на работе рентгеновского лазера».


Читать далее

Посмотрите на «бесшумный» дрон с ионным двигателем нового поколения

Самцы древних трилобитов пристегивали самок во время спаривания

У России и США есть самолеты Судного дня: как и куда они полетят в случае конца света