'S Werelds krachtigste röntgenlaser is vrijdag geopend in Duitsland, belooft nieuw licht te werpen op zeer kleine dingen door wetenschappers de innerlijke werking van atomen te laten doordringen, virussen en chemische reacties.

Het megaproject genereert extreem intense laserflitsen, met een verbijsterende snelheid van 27, 000 per seconde, in een tunnel van 3,4 kilometer (2,1 mijl) onder de noordelijke stad Hamburg.

Geprezen als een van Europa's meest geavanceerde onderzoeksprojecten, de Europese XFEL, verborgen 38 meter (125 voet) onder maïsvelden en woonwijken, werd geopend na acht jaar bouwen tijdens een lint-doorknippende ceremonie met de ministers van Wetenschap en Technologie van de 11 betrokken landen.

Het hart van de 1,5 miljard euro ($ 1,7 miljard) faciliteit is het ultrasnelle röntgenlaser-stroboscooplicht, waarmee onderzoekers voor het eerst diep in de materie kunnen kijken en snapshots en "moleculaire films" kunnen maken.

"We kunnen diep in de microwereld kijken, de nanowereld, de wereld van atomen en moleculen, en dingen bestuderen die we voorheen niet wisten, bijvoorbeeld wat moleculen doen in een chemische reactie, " zei Johanna Wanka, De Duitse minister van Onderwijs en Onderzoek.

Teams van over de hele wereld kunnen, bijvoorbeeld, de atomaire details van virussen in kaart brengen, maak 3D-beelden van de moleculaire samenstelling van cellen of film chemische reacties terwijl ze plaatsvinden.

De enorme laser is "als een camera en een microscoop die het mogelijk maakt om meer kleine details en processen in de nanowereld te zien dan ooit tevoren, "XFEL-directeur Robert Feidenhans'l vertelde AFP.

Hij zei dat tot nu toe wetenschappers kennen veel chemische en biologische processen alleen door hun resultaten - zoals een voetbalfan die de score leest van een wedstrijd die hij heeft gemist.

"Nu kun je het spel zien en analyseren ... dus de volgende keer dat je kunt winnen, ' zei Feidenhans. 'Het spel kan een chemisch proces zijn, een biologisch proces, het zou kunnen zijn hoe je energie uit zonlicht haalt. Het principe is hetzelfde:je wilt de wedstrijd zien."

Deeltjesversneller

De toepassingen zijn ingrijpend:afbeeldingen van biomoleculen kunnen helpen bij het begrijpen en behandelen van ziekten, terwijl een kijkje in een bouwmateriaal kan verklaren waarom het scheurt of barst.

De lichtstralen kunnen ook worden gebundeld om extreme druk en temperaturen te creëren om processen zoals die in de kern van de aarde te bestuderen.

"Er zullen heel concrete toepassingen komen, bijvoorbeeld om medicijnen op maat te ontwikkelen tegen tumoren en virussen ... of om de zuiverheid van materialen te testen, ' zei Wanka.

"We weten nog niet alles wat hieruit zal voortvloeien, maar het is uniek en een kans voor veel onderzoekers."

De XFEL heeft een lijst van superlatieven:de helderheid van het licht is een miljard keer hoger dan die van de beste conventionele röntgenbronnen.

De silicium spiegels waarlangs het licht wordt teruggekaatst, geproduceerd in Japan, zijn zo glad dat elke oneffenheid op hun oppervlak niet meer dan een miljoenste millimeter meet.

Zo'n 800 gasten waren uitgenodigd voor de lancering van het project, die zich uitstrekt van binnen Hamburg tot Schenefeld in de aangrenzende deelstaat Sleeswijk-Holstein.

Duitsland heeft 58 procent van de kosten opgehoest en Rusland 27 procent, terwijl de wetenschappelijke samenwerking ondanks geopolitieke spanningen voortduurt.

De andere partners, met een inzet van elk één tot drie procent, zijn Denemarken, Frankrijk, Hongarije, Italië, Polen, Slowakije, Spanje, Zweden en Zwitserland. Groot-Brittannië is bezig met toetreding.

Bijna-lichtsnelheid

Bij XFEL, wat staat voor X-Ray Free-Electron Laser, draait alles om kijken naar dingen op het moeilijk te doorgronden nanoniveau. (Voor een ruw idee, een mensenhaar is ongeveer 100, 000 nanometer dik.)

Het werkt door een krachtige laser in metaal te schieten die bundels elektronen door een supergeleidende lineaire versneller stuurt, met 1,7 kilometer de langste ter wereld.

Terwijl ze door de buis razen, die onderkoeld is tot min 271 graden Celsius, ze worden opgeladen door microgolven om bijna de lichtsnelheid te bereiken.

In de volgende sectie, duizenden wisselende magneten sturen de elektronen op een strak "slalom"-parcours.

De elektronen verzamelen zich in een groot aantal ultradunne schijven, waardoor ze hun licht synchroon kunnen uitzenden en intense röntgenflitsen van laserlicht kunnen produceren.

Wanneer deze een materiaal raken, ze creëren een stroboscoopachtige reeks scherpe foto's met een ultrakorte "sluitertijd" van een miljardste van een seconde, die kunnen worden geassembleerd om 3D-afbeeldingen of films te maken.

© 2017 AFP