پرنورترین لیزر پرتو ایکس دنیا با توانی ۱۰ هزار برابر نمونه قبلی به‌زودی راه‌اندازی می‌شود

دانشمندان واحد انرژی آزمایشگاه ملی شتاب‌دهنده اسلک (SLAC) آمریکا در آستانه تکمیل پرنورترین لیزر جهان هستند. این لیزر که LCLS-II نام دارد، پس از راه‌اندازی قرار است ۱۰ هزار برابر قوی‌تر از پرنورترین لیزر قبلی دنیا باشد. لیزر LCLS-II در مرکزی در عمق ۹ متری زیر زمین در نزدیکی دانشگاه استنفورد قرار گرفته و به فیزیکدانان کمک خواهد کرد تا درباره ناشناخته‌های بنیادین جهان اطلاعات کسب کنند.

طول لیزر LCLS-II به ۳.۲ کیلومتر می‌رسد و قادر است در بازه‌های کمتر از فمتوثانیه پالس تولید کند. فمتوثانیه در قیاس با ثانیه مشابه ثانیه در قیاس با عمر جهان است. توانایی تولید پالس با این سرعت بسیار بالا به دانشمندان اجازه انجام آزمایش‌هایی را می‌دهد که پیش‌تر ممکن نبود.

از این رو، LCLS-II تا حدی شبیه میکروسکوپی با وضوح سطح اتمی است. در بخش مرکزی این دستگاه شتاب‌دهنده ذره‌ای قدرتمندی قرار گرفته که سرعت ذرات باردار را افزایش می‌دهد و آن‌ها را به پرتوهای بسیار قوی تبدیل می‌کند. این پرتو در ادامه از میان مجموعه‌ای از آهنرباها می‌گذرد تا پرتو ایکس تولید شود. دانشمندان می‌توانند از این پرتوهای ایکس برای خلق چیزی موسوم به فیلم‌های مولکولی استفاده کنند. این فیلم‌ها را می‌توان به عنوان عکس‌هایی از اتم‌ها یا مولکول‌های در حال حرکت درنظر گرفت. هر عکس در چند کوادریلیونم ثانیه تهیه می‌شود و بعد به صورت فیلم کنار یکدیگر قرار می‌گیرند.

پرنورترین لیزر دنیا تابستان آینده اولین پرتو ایکس خود را تولید می‌کند

دانشمندان با نسل قبلی این لیزر توانسته بودند کشفیات مهمی مثلا درباره رفتار اتم‌ها درون ستارگان و جزئیاتی درباره فرآیند فوتوسنتز به دست آورند. حالا «اندرو بریل»، مدیر آزمایشگاه اسلک می‌گوید لیزر جدید آن‌ها با قابلیت تولید پالس در فواصل فمتوثانیه‌ای می‌تواند همه‌چیز را متحول کند.

افزون بر این، لیزر LCLS-II از ماده جدیدی برای شتاب‌دهنده ابررسانای خود استفاده کرده تا توان ایستادگی در برابر دمای بالای اجرای عملیات‌ها در طولانی مدت را داشته باشد. این ماده از چندین دستگاه ۱۲ متری به نام Cryomodule ساخته شده که در دمای دو درجه بالای صفر مطلق کار می‌کند.

دانشمندان اسلک امیدوارند لیزر جدیدشان در سال ۲۰۲۲ روشن شود و اولین پرتوهای ایکس را در تابستان پیش رو تولید کند.