C его помощью можно снять кино о жизни молекул и атомов в реальном времени

 

Учёные получили самый мощный в мире рентгеновский лазер — установку LCLS-II на базе американской Национальной ускорительной лаборатории SLAC (в Стенфорде, см.). Длившаяся около десяти лет модернизация лазера LCLS тысячекратно умножила его мощность и возможности. Частота вспышек выросла до одного миллиона раз в секунду. Это означает, что учёные в реальном времени смогут снимать «фильмы» о поведении молекул и атомов в материалах, что позволит открывать секреты мироздания.

 

Установка LCLS, или первый в мире рентгеновский лазер на свободных электронах, начал работать в SLAC в 2009 году и обладал частотой до 120 рентгеновских импульсов в секунду. Установка представляла собой медный волновод, находящийся в обычных комнатных условиях. Короткие и относительно мощные рентгеновские импульсы, получаемые как вторичные после разгона электронов, бомбардируют исследуемый образец и дают картину его молекулярного и атомарного устройства. Чем выше энергия импульсов и их частота, тем точнее картина, вплоть до съёмки поведения молекул и атомов в реальном времени.  

   Новая установка получила криогенные ускорители электронов. Впрочем, старая   установка с медной трубой также сохранена и будет принимать участие в новых   экспериментах наряду с новой. Это позволит получать данные в расширенном   диапазоне энергий, что обеспечит более полный набор данных для опытов. Однако   разница между ними колоссальная: частота лазерных импульсов у новой установки в   8000 раз выше, чем у старой. Это обеспечит слежение за очень и очень быстрыми   процессами в материалах и химических реакциях. Это особенно важно для   квантовых исследований, которые обычно контр-интуитивны, или непредсказуемы.

 

   Учёные давно ждали этот инструмент и сейчас выстроились в очередь для   проведения на LCLS-II научных работ, которые стартуют в ближайшие недели.   Установка востребована в материаловедении, в квантовых науках, в биохимии, в   фармакологии, в геологии и в массе других областей, где детальное знание   происходящих химических процессов и строения веществ играет первостепенную роль. Научный мир на пороге новой эры в открытиях, и это не пустые слова.

 

   В России, кстати, для аналогичных исследований строится комплекс ЦКП «СКИФ»,  и ряд установок поменьше.

 

Опубликовано: 3Dnews - 19.09.2023

 

Справка публикатора: Центр коллективного пользования "Сибирский кольцевой источник фотонов"- источник синхротронного излучения (СИ) поколения "4+" и энергией 3 ГэВ создается в рамках национального проекта "Наука и университеты". Позволит изучать материю на атомарном уровне и получать новые фундаментальные знания в области биологии, химии, медицины и других областях науки. На момент запуска яркость излучения синхротрона СКИФ будет рекордной в мире. Завершение строительно-монтажных и пусконаладочных работ запланировано на декабрь 2024. 

Подборку публикаций о ходе работ по ЦКП "СКИФ" см. здесь.