Il Laboratorio Nazionale per gli Acceleratori SLAC del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti è riuscito ad emettere i primi impulsi del Linac Coherent Light Source (LCLS), un laser atomico a raggi X e a elettroni liberi. Questo potente strumento può emettere fino a 1 milione di impulsi al secondo, ognuno fino a 10.000 volte più luminoso degli strumenti precedenti, rendendolo quindi molto più potente del suo predecessore.

La capacità migliorata di questo laser consente di tracciare la struttura interna delle molecole e di congelare il movimento atomico e molecolare, simile a una luce stroboscopica in una discoteca. Per generare i suoi intensi impulsi di luce ultravioletta, il LCLS utilizza un fotocatodo che collimando con una cascata di elettroni. Questi elettroni vengono accelerati attraverso moduli criogenici che contengono magneti superconduttori raffreddati a temperature incredibilmente basse.

I raggi X emessi da questo laser possono penetrare nelle molecole e rivelare i loro dettagli strutturali. Questo potente strumento consentirà ai ricercatori di catturare immagini istantanee più dettagliate dei processi chimici e delle proprietà dei materiali in tempo reale.

Il LCLS può produrre raggi X a diverse lunghezze d’onda “dure” e “morbide”, consentendo ai ricercatori di studiare diversi livelli di materia, dalle molecole farmaceutiche ai materiali quantistici. I raggi X “morbidi” sono particolarmente utili per osservare il movimento di energia e carica all’interno delle molecole, mentre i raggi X “duri” forniscono informazioni sulle strutture atomiche e sul mondo circostante.

Le applicazioni di questo laser sono diverse, come lo studio della fotosintesi e l’analisi della struttura di proteine e farmaci utilizzati nel trattamento di malattie. Gli esperimenti utilizzando questo strumento migliorato inizieranno tra qualche settimana e sarà possibile presentare proposte per il suo utilizzo.

Con un numero limitato di strutture di laser a elettroni liberi a raggi X in tutto il mondo, il LCLS-X offre agli investigatori un’opportunità senza precedenti per studiare la scienza fondamentale, le applicazioni di energia pulita e le iniziative legate alla sicurezza nazionale e alla scienza dell’informazione quantistica.

Fonti: The Register, SLAC National Accelerator Laboratory