XFEL: самый большой рентгеновский лазер в мире генерирует свой первый лазерный луч

Европейский XFEL со своей первой лазерной генерацией достиг последнего рубежа перед официальным открытием

В столичном регионе Гамбург европейский XFEL, самый большой рентгеновский лазер в мире, достиг последнего важного рубежа перед официальным открытием в сентябре. Установка длиной 3,4 км, большая часть которой расположена в подземных туннелях, создала свой первый рентгеновский лазерный луч. Рентгеновский свет имеет длину волны 0,8 нм - примерно в 500 раз короче, чем у видимого света. При первой генерации лазер имел частоту повторения импульсов в секунду, которая в дальнейшем увеличится до 27 000 в секунду.
Управляющий директор XFEL в Европе, профессор Роберт Фейденханс сказал: «Это важный момент, к которому наши партнеры и мы работали много лет. Европейский XFEL создал свой первый рентгеновский лазерный свет. Объект, которому многие страны мира предоставили ноу-хау и компоненты, прошел свое первое крупное испытание с использованием летающих красок. Коллеги, работающие в European XFEL, DESY, и наши международные партнеры проделали выдающуюся работу. Это также большой успех для научного сотрудничества в Европе и во всем мире. Теперь мы можем начать направлять рентгеновские вспышки со специальными зеркалами через последнюю секцию туннеля в зал эксперимента, а затем постепенно начинать ввод в эксплуатацию экспериментальных станций. Я с нетерпением жду начала международной работы пользователей, которая запланирована на сентябрь ».

Я с нетерпением жду начала международной работы пользователей, которая запланирована на сентябрь »

Вид на 2,1-километровый ускорительный туннель европейского XFEL с желтыми сверхпроводящими ускорительными модулями, свисающими с потолка.

Хельмут Дош, председатель дирекции DESY, сказал: «Европейский рентгеновский лазер был воплощен в жизнь! Первый лазерный свет, произведенный сегодня с самым передовым и самым мощным линейным ускорителем в мире, знаменует собой начало новой эры исследований. в Европе. Это уникальное в мире высокотехнологичное предприятие было построено в рекордно короткие сроки и в рамках бюджета. Это удивительный успех науки. Я поздравляю всех, кто занимается исследованиями, разработками и строительством этого объекта, с энтузиазмом и преданностью: сотрудников DESY, европейский XFEL и международные партнеры. Они достигли выдающихся результатов и внушительно продемонстрировали, что возможно в международном сотрудничестве. Европейский XFEL предоставит нам самые подробные изображения молекулярной структуры новых материалов и лекарств и новые живые записи биохимические реакции ".
Рентгеновский лазерный свет европейского XFEL чрезвычайно интенсивен и в миллиард раз ярче, чем у традиционных источников синхротронного света. Достижимая длина волны лазерного излучения соответствует размеру атома, а это означает, что рентгеновские лучи можно использовать для создания изображений и пленок нанокосмоса с атомным разрешением, таких как биомолекулы, из которых можно лучше понять основы болезней или разработка новых методов лечения может быть разработана. Другие возможности включают исследования химических процессов и каталитических методов с целью повышения их эффективности или повышения их экологичности; исследование материалов; или исследование условий, подобных внутренней части планет.

Другие возможности включают исследования химических процессов и каталитических методов с целью повышения их эффективности или повышения их экологичности;  исследование материалов;  или исследование условий, подобных внутренней части планет

Ондулятор - последние препараты на ондуляторе в туннеле, структуры, которые генерируют рентгеновское излучение.

Рентгеновский лазерный свет европейского XFEL генерировался из электронного пучка от сверхпроводящего линейного ускорителя, ключевого компонента рентгеновского лазера. Немецкий исследовательский центр DESY, крупнейший акционер европейского XFEL, ввел в эксплуатацию ускоритель в конце апреля.
В ускорительном туннеле длиной 2,1 км электронные импульсы были сильно ускорены и подготовлены для последующего поколения рентгеновского лазерного излучения. При скорости ближнего света и очень высоких энергиях интенсивные электронные импульсы попадали в фотонный туннель, содержащий отрезок рентгеновского излучения длиной 210 ​​м. Здесь 17 290 постоянных магнитов с чередующимися полюсами взаимодействовали с электронными импульсами сверху и снизу. Магнитные структуры, известные как ондуляторы, приводят электроны в «слаломный» ход, и с каждым поворотом они испускают чрезвычайно коротковолновое рентгеновское излучение, которое усиливается по всей длине растяжения ондулятора. Для первой генерации рентгеновское излучение было поглощено и измерено незадолго до прибытия в подземный экспериментальный зал.
Европейский XFEL длиной 3,4 км является самым большим и мощным из пяти рентгеновских лазеров в мире, способным генерировать короткие импульсы жесткого рентгеновского света. С более чем 27 000 световых вспышек в секунду вместо предыдущего максимума в 120 в секунду, чрезвычайно высокой яркостью и параллельной работой нескольких экспериментальных станций ученые смогут исследовать более ограниченные образцы и проводить свои эксперименты быстрее. Таким образом, установка увеличит количество доступного «времени прохождения луча», поскольку пропускная способность других рентгеновских лазеров во всем мире затмилась спросом, а мощности в целом были перегружены.
В начале сентября рентгеновский лазер должен официально открыться. В этот момент внешние пользователи могут проводить эксперименты на первых двух из шести возможных научных инструментов.