راه‌اندازی نسل جدید یکی از قدرتمندترین لیزرهای پرتو ایکس جهان برای مطالعه ویروس کرونا

محققان موفق شدند با ارتقای یکی از قدرتمندترین لیزرهای اشعه ایکس در جهان، نسل جدیدی از این دستگاه‌ها را طراحی کنند. دستگاه Linac Coherent Light Source که با تابش پرتوهای قدرتمند اشعه ایکس روی اتم‌ها و مولکول‌ها تصاویر آنها را به ثبت می‌رساند، حالا وارد دومین فاز عملیاتی شده است.

دستگاه LCLS که به عنوان لیزر اشعه ایکس بدون الکترون (XFEL) شناخته می‌شود، ابزاری با چندین کیلومتر طول اس که تصاویر کوچکترین اجسام را با جزئیاتی بی سابقه ثبت می‌کند. برای چنین کاری ماشین پرتویی از الکترون‌ها را شتاب داده و به کمک مجموعه‌ای از آهنرباها با عنوان اندلاتور به سمت هدف هدایت می‌کند. به این ترتیب اشعه ایکس ساطع شده را می‌توان تقویت کرده و در انواعی از آزمایش‌ها مورد استفاده قرار گیرد.

مدت زمان این پرتوها تنها یک فمتوثانیه (معادل با یک میلیون میلیاردم ثانیه) است؛ بنابراین می‌توان با این دستگاه مجموعه تحرکاتی را با سرعتی بسیار بالا و جزئیاتی قابل توجه به ثبت رساند.

وقتی این دستگاه اشعه ایکس برای اولین بار در سال ۲۰۰۹ وارد فاز عملیاتی شد، از آن برای ثبت تصاویر و فعالیت ویروس‌ها، تولید مجدد شرایط مرکز یک ستاره، فعال کردن آبشار مولکولی، جوشاندن آب در وضعیت پلاسمایی جدید، و شبیه‌سازی باران الماس که روی سیاراتی مانند اورانوس و نپتون می‌بارد، استفاده شد.

حالا وقت ارتقای سیستم رسیده و دومین فاز از  LCLS یا LCLS-II آماده به کار است. این ماشین جدید تقریبا از نظر توان اشعه ایکس دو برابر قدرت دارد و می‌تواند پالس هایی بسیار بیشتر تولید می‌کند. ماشین قبلی به ازای هر ثانیه می‌توانست ۱۲۰ اشعه ایکس از خود ساطع کند، اما LCS-II توانایی ساطع کردن یک میلیون اشعه ایکس در هر ثانیه را داراست.

در تاریخ ۱۷ ژولای (۲۷ تیر) اولین پرتو از دستگاه ارتقا یافته اشعه ایکس مورد بحث ساطع شد و این تازه ابتدای راه است؛ محققان مدعی هستند فرآیند تکمیل و بهینه‌سازی LCLS-II طی دو سال آینده انجام خواهد شد. در کنار اندلاتوری جدید، شتاب‌دهنده تازه‌ای هم در دست توسعه بوده که می‌تواند سرعت جابجایی الکترون‌ها را تقریبا با سرعت نور برابر کند.

طی هفته‌های آینده مجموعه‌ای از اپتیک‌های مختلف نیز جهت تنظیم اشعه ایکس دستگاه مورد آزمایش قرار خواهد گرفت. بعد از آن نیز حدود هشتاد آزمایش متنوع در دستور کار است که یکی از آنها به مطالعاتی پیرامون ویروس کووید-19 ارتباط خواهد داشت و طی شش ماه آتی انجام خواهد شد.