לייזר הרנטגן החזק בעולם יחולל מהפכה בעולם המדע

This post is also available in: English (אנגלית)

מדענים ברחבי העולם משתמשים בקרני רנטגן חזקות כדי לחקור חומרים ולהבין אותם טוב יותר. לאחרונה, מעבדת המאיץ הלאומי SLAC ירתה לראשונה קרני רנטגן באמצעות הגרסה המשודרגת של לייזר האלקטרונים החופשיים הנקרא LCLS-II. ה-LCLS המקורי, שפעל לראשונה בשנת 2009, היה לייזר האלקטרונים החופשיים הראשון בעולם.
על פי Interesting Engineering, ה-LCLS הראשון העביר אלקטרונים דרך צינור נחושת בטמפרטורת החדר, והגביל אותו ל-120 פעימות רנטגן לשנייה. ה-LCLS-II מהיר פי 8,000, מכיוון שהוא יכול לייצר כמעט מיליון הבזקי רנטגן לשנייה, תופעה עוצמתית יותר מכל מה שנראה בעבר.
אז איך זה עובד? מה שנותן ל-LCLS-II את יכולותיו המשופרות הוא מאיץ מוליך-על שיורה את קרני הרנטגן. הוא מורכב מ-37 מודולים שיכולים לקרר את ההליום שבתוכו ל-271 מעלות צלזיוס, מעט מעל האפס המוחלט. הטמפרטורות הקיצוניות הללו מאפשרות למאיץ להגביר את האלקטרונים למצבי אנרגיה גבוהים עם כמעט אפס אובדן אנרגיה.
בנוסף למקור אלקטרונים חדש, ה- LCLS-II הוסיף גם שני מכשירי אונדולטורים (Undulator) חדשים שיכולים לייצר קרני רנטגן מקרני האלקטרונים, המייצרים קרני רנטגן באנרגיה נמוכה וגבוהה המאפשרים לחוקרים לבצע את הניסויים שלהם בדיוק גבוה הרבה יותר ולחקור לעומק.

LCLS שיחק תפקיד משמעותי בסיוע למדענים להבין לדוגמה תפקודים של צמחים או כיצד חומרים ומינרלים שונים נוצרים. ה-LCLS-II החדש והמשופר כעת יתחיל להתמודד עם אתגרים שבעבר נחשבו לבלתי ניתנים להשגה. החוקרים יוכלו כעת ללמוד בפירוט רב יותר חומרים קוונטיים, ולסלול את הדרך לבניית מכשירים קוונטיים יעילים יותר, מחשבים ועיבוד נתונים אולטרה מהיר, כך לפי הדיווח של ההודעה לעיתונות.
ה-LCLS-II גם יאפשר לחוקרים ללכוד תמונות של תגובות כימיות בקנה מידה אטומי, ובכך לייעל בתכנון תהליכים בתעשיות כמו ייצור כימי וייצור אנרגיה, וכן לסייע בהפחתת גזי חממה.