Science >> Wetenschap >  >> Astronomie

LCLS:'s werelds grootste laserschrijver?

Ja, de Linac Coherent Light Source (LCLS) van het SLAC National Accelerator Laboratory in Menlo Park, Californië, is 's werelds grootste laserschrijver. LCLS produceert extreem intense, ultrakorte röntgenlaserpulsen die kunnen worden gebruikt om een ​​breed scala aan wetenschappelijke verschijnselen te bestuderen, waaronder de atomaire structuur van materialen, chemische reacties en biologische processen.

De LCLS-faciliteit bestaat uit een 2 kilometer lange lineaire versneller die hoogenergetische elektronenbundels genereert. Deze elektronen worden vervolgens naar een reeks undulatormagneten gestuurd, waardoor ze op een coherente, gesynchroniseerde manier röntgenstralen uitzenden. De resulterende röntgenlaserpulsen zijn ongelooflijk kort en duren slechts enkele femtoseconden (één femtoseconde is een miljoenste van een miljardste van een seconde).

Een van de unieke kenmerken van LCLS is het vermogen om röntgenlaserpulsen te produceren met een extreem hoge ruimtelijke coherentie. Dit betekent dat de lichtgolven in de laserstraal nauwkeurig gesynchroniseerd zijn, waardoor wetenschappers gedetailleerde beelden van atomen en moleculen kunnen verkrijgen. Dit niveau van coherentie is essentieel voor veel wetenschappelijke experimenten, zoals het bepalen van de structuur van eiwitten of het in realtime bestuderen van de dynamiek van chemische reacties.

LCLS is gebruikt om baanbrekende ontdekkingen te doen op verschillende wetenschappelijke gebieden. Het heeft onderzoekers bijvoorbeeld in staat gesteld de atomaire structuur van virussen en eiwitten tot in ongekend detail te observeren, de beweging van atomen tijdens chemische reacties te volgen en het gedrag van materialen onder extreme omstandigheden te begrijpen.

Naast de wetenschappelijke toepassingen wordt LCLS ook gebruikt voor artistieke doeleinden. In 2016 creëerde een groep wetenschappers van SLAC en de University of California, Berkeley een portret op nanoschaal van de Mona Lisa met behulp van door LCLS gegenereerde röntgenlaserpulsen. Het portret, de kleinste afbeelding van het beroemde kunstwerk ooit gemaakt, meet slechts 3 micrometer (één micrometer is een miljoenste van een meter) groot.