Der kürzlich verbesserte Linac Coherent Light Source (LCLS) am Stanford Linear Accelerator Center (SLAC) des US-Energieministeriums hat erfolgreich seine ersten Röntgenstrahlen erzeugt. Mit seinen bemerkenswerten Fähigkeiten ist der LCLS-II in der Lage, bis zu eine Million Röntgenpulsen pro Sekunde auszusenden, etwa 8000 Mal mehr als sein Vorgänger. Darüber hinaus erzeugt der verbesserte Beschleuniger einen nahezu kontinuierlichen Strahl, der um das 10.000-fache heller ist als zuvor. Der LCLS-II wird erwartet, die Forschung in verschiedenen Bereichen wie Quantencomputing, Kommunikation, saubere Energie und Medizin zu revolutionieren.

Einer der entscheidenden Faktoren, die zur signifikanten Verbesserung des Beschleunigers beitragen, ist seine Kühlkapazität. Der ursprüngliche LCLS hatte aufgrund der begrenzten Anzahl an Elektronen, die bei Raumtemperatur durch seine Kupferrohre reisen konnten, Einschränkungen, was zu maximal 120 Pulsen pro Sekunde führte. Der LCLS-II hingegen verfügt über 37 kryogene Module, die auf eine unglaublich niedrige Temperatur von -456 Grad Fahrenheit gekühlt werden. Dadurch kann der Beschleuniger die Elektronen mit minimalem Energieverlust erhöhen und hohe Energien erreichen.

Der verbesserte Teilchenbeschleuniger wird zusammen mit dem bestehenden kupferbasierten Betrieb arbeiten. Die Wissenschaftler und Forscher des SLAC erwarten, dass die neuen Möglichkeiten, die der LCLS-II bietet, ihnen ermöglichen, die Komplexitäten quantenmechanischer Materialien mit beispielloser Auflösung zu untersuchen. Darüber hinaus wird er Fortschritte im Bereich des Quantencomputings ermöglichen, die Erforschung schneller und unvorhersehbarer chemischer Ereignisse erleichtern und bei der Entwicklung von sauberer Energie und neuen Medikamenten helfen.

Die Entwicklung und Implementierung des LCLS-II war ein massives Unterfangen, das bedeutende Investitionen erforderte. Das Projekt hat 1,1 Milliarden Dollar verwendet und erforderte die Zusammenarbeit von Tausenden von Wissenschaftlern, Ingenieuren und Technikern im Energieministerium und anderen Institutionen. Der LCLS-II umfasst hochmoderne Komponenten, darunter eine neue Elektronenquelle, Kryopflanzen zur Erzeugung des erforderlichen Kühlmittels und Undulatoren zur Erzeugung von Röntgenstrahlen. Institutionen wie das Lawrence Berkeley National Laboratory, das Argonne National Laboratory, die Cornell University und andere haben zum Erfolg des Projekts beigetragen.

Es wird erwartet, dass der verbesserte LCLS-II in den kommenden Wochen und Monaten Experimente in verschiedenen Forschungsbereichen durchführen wird und Wissenschaftler und Forscher aus der ganzen Welt anziehen wird. Der Leiter des LCLS, Mike Dunne, äußerte Begeisterung über die Einführung neuer Ideen, die durch die durch den LCLS-II ermöglichten Fortschritte entstehen werden, und betonte die Bedeutung der nationalen Labors für den wissenschaftlichen Fortschritt.

Quellen:
– Linac Coherent Light Source (LCLS) News. (6. Mai 2021). LCLS-II Produces Its First X-rays – A Major Step toward Next-Generation X-ray Science. SLAC National Accelerator Laboratory. Abgerufen von [URL des Originalartikels ohne Link]
– Claessens, M. (6. Mai 2021). LCLS-II produces first X-rays: The big upgrade to the brightest X-ray laser at SLAC will boost groundbreaking science. SLAC National Accelerator Laboratory. Abgerufen von [URL des Originalartikels ohne Link]