לייזר חדש ומהפכני עשוי לשנות את פני המדע

This post is also available in: English (אנגלית)

מעבדת המאיץ הלאומית SLAC של מחלקת האנרגיה של ארה"ב מתכוננת להפעיל את לייזר האלקטרונים החופשיים ורנטגן החזק ביותר בעולם הנקרא " Linac Coherent Light Source II " (LCLS-II), שפועל על ידי כך שאלקטרונים עפים דרך מאיץ מוליך-על חדש.

המדען הראשי ב-SLAC דן גונלה אמר: "לראות אלקטרונים עוברים עד הסוף דרך LCLS-II היא הוכחה שהרעיון שלנו ליצור מקור למכונת רנטגן מוליכת-על חזקה מאוד ב-SLAC הולך לעבוד".

פרויקט שאפתני זה לקח למעלה מעשור של עבודה ואת שיתוף הפעולה של ארבע מעבדות לאומיות: מעבדת ארגון, מעבדת ברקלי, מעבדת פרמילאב ומעבדת ג'פרסון.

לפי אתר החדשות Interesting Engineering, SLAC הסבירו בהודעה לעיתונות: "LCLS-II יפיק צילומי רנטגן בהירים פי 10,000 מאלה של מתקן הלייזר אלקטרונים חופשיים הקיים בחברה, LCLS – שדרוג היסטורי שיאפשר הצצה שלא היה ניתן לדמיין אפילו לכמה מהשאלות המדעיות החשובות ביותר של זמננו. המתקן ישחרר מיליון הבזקי רנטגן לשנייה, הרבה יותר מהשיעור הנוכחי של LCLS של 120 הבזקים לשנייה".

ללייזר החדש הזה יהיו שימושים שונים, בניהם קצירת אנרגיה סולארית לדור חדש של דלקים נקיים, המצאת שיטות ייצור בנות קיימא לתעשייה, ועיצוב דור חדש של תרופות המבוססות על היכולת ליצור סרטים מולקולריים של האופן בו הגוף שלנו מגיב למחלות.

המכשול הגדול ביותר בפרויקט המשוכלל הזה בן 10 השנים היה באופן בלתי צפוי – אבק. לאורך כל העשור שלקח לפרויקט להיבנות, הצוות היה צריך לעבוד קשה כדי לשמור על המתקן נקי וללא אבק, שכן הוא יכול היה להרוס במהירות את הביצועים של חללי מוליכי העל.

מטרה קריטית נוספת עבור הצוות היא להבטיח את האיכות הגבוהה של קרן האלקטרונים. ג'ון שמרג, מנהל חטיבת המאיץ של SLAC מסביר: "אם יש לך קרן אלקטרונים טובה וצרה אתה מקבל ייצור טוב יותר של קרני רנטגן, בעוד שאם קרן האלקטרונים מפוזרת, אתה לא מקבל הרבה פוטונים בסוף המנהרה".

כהכנה להפעלת הלייזר בפעם הראשונה, אקסל ברכמן מדען ב-SLAC אמר כי הפקת קרן אלקטרונים בעלת אנרגיה גבוהה נותנת לצוות תחושת סיפוק שהכול עובד כפי שקיוו,  והוסיף "הקרן העוצמתית היא הצצה אל האור בקצה המנהרה הארוכה של הפרויקט שלנו".