世界上最強大的 X 射線激光器準備發射

2023 年初，科學家們將把這個奇妙的裝置發射到地表深處的隧道中。 他們開發的X射線激光將讓我們一窺原子和分子的世界。

我們正在談論升級的 X 射線激光直線加速器相干光源 (LCLS)，現在稱為 LCLS-II。 該設備將能夠發出有史以來最亮的 X 射線。 研究人員表示，這將使他們能夠以前所未有的細節水平觀察原子和化學分子。

值得注意的是，第一台 LCLS 激光器每秒能夠發射 100 個 X 射線脈衝。 另一方面，LCLS-II 不僅能夠每秒發射一百萬個這樣的脈衝，而且每個脈衝的亮度將比 LCLS 發射的脈衝亮 10 倍。 由於這一點，科學家們將達到一個質的新發展水平。

LCLS-II 是什麼樣子的？

整個裝置是一根3公里長的金屬管。 一方面，科學家們將使用紫外線輻射將電子從銅板上擊出，然後用微波輻射脈衝將它們加速到接近光速的速度。 以這種方式加速後，電子將飛過一系列每隔幾毫米間隔的數千個磁鐵。

這些磁鐵產生的磁場作用於飛行的電子，使它們每秒發射多達一百萬個 X 射線脈衝。 值得注意的是，在現代化改造過程中，科學家們不得不用冷卻至 -271°C 的鈮塗層替換管道內部的銅塗層。這是因為新激光器非常強大，可以只需熔化整個管道即可。

為什麼會有人需要這樣的激光？ X 射線的波長接近原子大小，這使得獲取化合物分子中單個原子的圖像成為可能。 此外，在 LCLS-II 的幫助下，將有可能觀察化學鍵是如何形成和斷裂的。 我們從未見過這樣展示化學分子演化的影片。

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