Nisan 2009'da, dünyanın ilk sert X-ışını içermeyen elektron lazeri (XFEL), ABD Enerji Bakanlığı'nın SLAC Ulusal Hızlandırıcı Laboratuvarında ilk ışığı üretti.Linac Tutarlı Işık Kaynağı (LCLS), önceki ışık kaynaklarından bir milyar kat daha parlak X ışını darbeleri üretir.O zamandan beri performansı, kimyasal "moleküler filmler" oluşturmaktan, yeni nesil ilaçların proteinlerinin yapısını ve hareketini incelemeye ve güneş sistemimizin dev gezegenlerinde "elmas yağmurunu" simüle etmeye kadar birçok bilimsel alanda yeni anlayışlar getirdi. .".
SLAC Ulusal Hızlandırıcı Laboratuvarı, X-ışını lazerlerinin gücünü binlerce kez artırmak ve saniyede bir milyon darbe üretmek için 2013 yılında LCLS-II projesini başlattı.Şu anda saniyede yalnızca 120 darbe üretilebiliyor.Proje yükseltmesinin iki yıl içinde tamamlanması bekleniyor.
Sert X-ışını içermeyen elektron lazerin çalışma prensibi iki aşamaya ayrılmıştır.İlk olarak, güçlü elektron ışını neredeyse ışık hızına hızlanır.Işın daha sonra elektron enerjisini yoğun X-ışını darbelerine dönüştüren waver adı verilen bir cihazda hassas şekilde ayarlanmış bir dizi mıknatıstan geçirilir.
Bu darbeler, kimyasal bağların doğuşunu yakalayabilmeleri ve atomik çözünürlükte görüntüler üretebilmeleri için saniyenin yalnızca milyonda biri uzunluğundadır.LCLS-II projesi, benzeri görülmemiş bir tekrarlama oranı elde etmek için kriyojenik süper iletken teknolojisini kullanabilen laboratuvar için yeni bir hızlandırıcı kurmayı ve X-ışını ışınını hassas bir şekilde kontrol edebilen yeni bir dalga kurmayı planlıyor.
Geçen bir buçuk yıl içinde, laboratuvardaki orijinal LCLS pulsatörün yerini yepyeni işlevlere sahip iki yepyeni sistem aldı.Her dalga cihazı, 100 metreden daha fazla uzanan binlerce mıknatıs içerir;birlikte ürettikleri manyetik alan dünyanın manyetik alanından on binlerce kat daha güçlüdür ve üretilen kuvvet birkaç ton ağırlığa eşittir.Aynı zamanda, mıknatısın yapısı bir genişliğin yüzde birinden fazla bükülmeyecektir.insan saçı.
Yeni dalga cihazı Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Argonne Ulusal Laboratuvarı tarafından tasarlandı ve Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı tarafından inşa edildi ve geçtiğimiz yıl SLAC Ulusal Hızlandırıcı Laboratuvarı'na kuruldu.SLAC Hızlandırıcı Laboratuvarı'ndaki bilim adamları, mevcut LCLS hızlandırıcılarının elektron ışınlarını, yeni "sert X-ışını" dalgalandırıcıdaki mıknatıs dizisi boyunca yönlendirebilirler.Sadece birkaç saat içinde, ilk X-ışını sinyalini ürettiler ve ardından X-ışını lazer performansını en üst düzeye çıkarmak için yapılandırmayı hassas bir şekilde ayarladılar.
Berkeley Laboratuarları mühendislik direktörü Henrik von der Lippe, "İlk ışığın üretimi uzun zamandır beklenen bir kilometre taşıdır. Bu bilimsel tesis yeni bilimsel araştırmalara olanak sağlayacaktır."