Nach Jahren der Entwicklung und einer Investition von über 1.1 Milliarden Dollar ist der leistungsstärkste Röntgenlaser der Welt nun in Betrieb und markiert einen monumentalen Sprung in unserer Fähigkeit, Objekte im atomaren Maßstab zu beobachten.
Dieser bahnbrechende Röntgenlaser wird vom SLAC National Accelerator Laboratory des Energieministeriums der Vereinigten Staaten betrieben und sendet erstaunliche eine Million Ausbrüche pro Sekunde aus – eine bemerkenswerte Steigerung im Vergleich zu seinem Vorgänger, der nur 120 Ausbrüche pro Sekunde schaffte. Darüber hinaus ist jeder dieser Laserstöße bis zu 10,000 Mal heller und verspricht eine neue Ära wissenschaftlicher Entdeckungen.
LCLS-II XFEL: der leistungsstärkste Röntgenlaser
Der Name dieser außergewöhnlichen Maschine lautet LCLS-II Dabei handelt es sich um die verbesserte Version eines Instruments, das zur Aufnahme hochauflösender Bilder mikroskopischer Objekte in ultrakurzen Zeitskalen entwickelt wurde.
Freie-Elektronen-Röntgenlaser wie LCLS-II erzeugen ultrahelle und ultrakurze Röntgenlichtimpulse und ermöglichen es Wissenschaftlern, das Verhalten von Molekülen, Atomen und Elektronen mit beispielloser Präzision auf den natürlichen Zeitskalen chemischer Reaktionen zu beobachten , biologische Prozesse und Materialumwandlungen. Die vorherige Version dieser Technologie ermöglichte es Forschern, Viren abzubilden, Bedingungen im Kern eines Sterns nachzubilden, Zustände zu erzeugen, die heißer sind als im Erdkern, ohrenbetäubende Geräusche zu erzeugen und die Art von „Diamantregen“ nachzuahmen, der auf Planeten wie Neptun auftreten könnte.
LCLS-II basiert auf den gleichen Grundprinzipien wie sein Vorgänger, verfügt jedoch über einige bemerkenswerte Verbesserungen. Die bedeutendste Verbesserung ist das Kühlsystem, das auf einer Reihe von 37 Kryomodulen basiert, um die Temperatur der Ausrüstung auf -271 °C, knapp über den absoluten Nullpunkt (-273.15 °C), zu senken. Durch diese Module zirkuliert flüssiges Helium-Kühlmittel aus zwei großen Helium-Kryoanlagen. Bei solch eisigen Temperaturen werden die Hohlräume aus Niobmetall im Inneren der Module supraleitend, sodass Elektronen ohne Widerstand durch sie fließen können.
Welchen Nutzen hat es?
Die Einsatzmöglichkeiten dieses Röntgenlasers sind vielfältig und weitreichend. Es kann Echtzeitfilme chemischer Reaktionen wie der Photosynthese aufzeichnen und bei der Analyse der Strukturen komplexer Moleküle helfen. Darüber hinaus kann es zur Entwicklung von Quantencomputern beitragen.
US-Energieministerin Jennifer Granholm lobte diese Leistung und erklärte, dass das Licht von SLACs LCLS-II die kleinsten und schnellsten Phänomene im Universum beleuchten werde, was zu bedeutenden Entdeckungen in verschiedenen Bereichen führen werde, von der menschlichen Gesundheit bis zur Quantenmaterialwissenschaft. Dieses Upgrade stellt sicher, dass die Vereinigten Staaten an der Spitze der Röntgenwissenschaft bleiben und Einblicke in die Funktionsweise unserer Welt auf atomarer Ebene bieten.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Aktivierung des LCLS-II
