В Германии запустили самый большой в мире рентгеновский лазер

  • 6 Сен, 2017 dailytechinfo
    | Текст: Антон Конрад

Исследователи будут использовать его для наблюдения за молекулами в движении.

4 сентября 2017 года состоялось официальное включение в работу самого большого и самого мощного на сегодняшний день рентгеновского лазера на свободных электронах European X-ray Free Electron Laser (XFEL).

Начал работу самый большой и мощный в мире рентгеновский лазер

Вид на установку длинной 3,4 км с высоты | Фото: japantimes.co.jp / European XFEL / Reimo Schaaf / AFP-JIJI

Лазер XFEL, на сооружение которого было потрачено около миллиарда евро, представляет собой линейный ускоритель, имеющий несколько «портов» для вывода генерируемого излучения, размещенный в недрах подземного туннеля, общей длиной 3,4 километра. Лазер располагается на территории Научно-исследовательского центра DESY в Гамбурге, Германия.

При помощи сверхкоротких вспышек рентгеновского излучения, генерируемых лазером XFEL, ученые смогут составлять трехмерные изображения структур молекул, других частиц биологического происхождения, исследовать внутреннюю структуру и процессы, происходящие внутри различных материалов, и многое другое.

При этом, съемка будет производиться со скоростью и с таким уровнем детализации, которые ранее были просто недостижимы. По данным портала Phys.org, установка поможет ученым продвинуться в изучении поведения атомов, вирусов и процессов химических реакций.

Во время работы лазера XFEL электроны разгоняются внутри линейного ускорителя до энергии в 17,5 ГэВ, прежде чем попасть в область расположения череды магнитов, называемых ондуляторами. Магнитное поле ондуляторов заставляет разогнанные электроны колебаться и замедляться, и их кинетическая энергия превращается в энергию высокоэнергетического рентгеновского излучения.

После выхода на полную мощность система лазера XFEL будет способна вырабатывать до 27 тысяч импульсов интенсивного рентгеновского излучения в секунду, длина волны излучаемых рентгеновских волн может регулироваться в пределах от 0,05 до 4,7 нанометров, что позволит производить съемку с уровнем детализации вплоть до отдельных атомов.

А малая длительность и высокая скорость чередования импульсов позволят получать последовательность снимков, которые можно будет «сшить» в видео, фигурантами которых будут биохимические, химические реакции и другие быстротекущие физические процессы.

Лазер по мощности превосходит своих предшественников примерно в 200 раз, что позволит ученым фактически записать так называемое молекулярное кино, в котором впервые в истории науки нанопроцессы можно разложить по кадрам и рассмотреть с максимальной точностью молекулярные структуры.

Раньше ученым были доступны только начальное химическое состояние системы и конечное, а то, что происходило в промежутке трансформации, оставалось неизвестным. Сам процесс воссоздавали только благодаря химическим законам.

С практической точки зрения возможности лазера XFEL будут использованы для исследований и разработки новых лекарственных препаратов, новых материалов и веществ для использования их в электронике, автомобильной, космической и авиационной промышленности.

Помимо этого, при помощи нового рентгеновского лазера можно будет проводить исследования поведения материи, находящейся в чрезвычайных условиях, подобных условиям внутри звезд, в окрестностях черных дыр и на поверхности некоторых экзопланет.

И в заключение следует отметить, что своей первый рентгеновский «свет» лазер XFEL выработал в мае этого года. И, через несколько месяцев, потраченных на тестирование, отладку и калибровку оборудования, лазер XFEL станет доступен для ученых, которые смогут проводить свои собственные эксперименты.

Подписывайтесь на Квибл в Viber и Telegram, чтобы быть в курсе самых интересных событий.

  • Последние записи

  • Больше из архива Наука и технологии