据英国《每日邮报》报道,为了满足未来科学研究的需要,世界上最强大的X射线激光器将进行一次价值10亿美元(约合64亿人民币)的升级。科学家将在激光器中再添加一个LCLS-II(直线加速器相干光源II),使亮度提升10000倍,速度快8000倍,达到大约为每秒100万脉冲。
据LCLS项目主管Mike Dunne介绍,LCLS-II将使X射线科学提升至新的等级,能够帮助科学家更好地观察活体系统中原子运动状况。升级版X射线激光器将在电子、能量和医疗领域有广泛的应用,包括新颖电子产品、挽救生命的药物和创新能源解决方案。
据悉,要想使激光束的亮度达到原来的10000倍,激光束每秒需要产生1百万次X射线脉冲。新加入的X射线激光束将和已有的激光束一起运行,每道激光束将占据斯坦福直线加速器中心2英里(约合3.2公里)长的直线加速隧道的三分之一。
和目前的设备一样,LCLS-II将使用加速到接近光速的电子来产生亮度极高的X射线激光束。这些电子从一连串磁体中间飞过(这一装置名叫波荡器),迫使电子按照弯弯曲曲的路径飞行,并以X射线的形式释放出能量。但这些电子被加速的方式则与现在的有很大区别,从而使LCLS-II的能力得到了进一步加强。
此次升级将到2020年才能最终完成,LCLS将于2018年关停一年时间。
据了解,每年都有数百名科学家使用LCLS,以前所未有的精细程度一窥大自然最基本的物理过程。他们可以看到分子是如何形成或打破化学键的,还能看到电流在材料中迅速排布时、是如何充电的。