Een Europees XFEL-team van het Karlsruhe Institute for Technology heeft een mockup-spoel getest van de supergeleidende undulator pre-series module (S-PRESSO), ontworpen voor een upgrade van de Europese XFEL. Het bereikte een recordbrekend magnetisch veld. Deze mijlpaal wordt gerapporteerd in Frontiers in Physics .

Undulatoren zijn een van de belangrijkste apparaten voor een vrije-elektronenlaser zoals de Europese XFEL in Schenefeld bij Hamburg. Met behulp van een reeks sterke magneten creëert een undulator een extreem helder licht door snel bewegende elektronen op een slalombaan te dwingen. Bovendien stimuleren de golvende elektronen de elektronen om laserachtige elektromagnetische straling uit te zenden.

De sterkte van de magneten van een undulator bepaalt de afstembaarheid van het fotonenergiebereik dat beschikbaar is voor experimenten. De Undulator Systems Group van de Europese XFEL is in samenwerking met Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY verschillende activiteiten gestart om de komende jaren de implementatie van supergeleidende undulators in de Europese XFEL mogelijk te maken.

Het contract voor de supergeleidende undulator pre-seriemodule (S-PRESSO), bestaande uit twee paar spoelen en een faseverschuiver, is toegewezen aan Bilfinger Noell GmbH. Nu heeft een Europees XFEL-team van het Karlsruhe Institute for Technology een 30 centimeter lange mock-up supergeleidende spoel getest, ontworpen en gebouwd door Bilfinger Noell GmbH. Het magnetische veld van de S-PRESSO-mock-up heeft 2 Tesla bereikt, wat het grootste is dat ooit in dergelijke golven is bereikt.

De Europese XFEL is van plan supergeleidende golven te gebruiken om laserwerking te bereiken bij ongekende korte golflengten en hoge fotonenergieën boven 50.000 elektronvolt (50 keV). Dergelijke zeer harde röntgenfoto's zijn nodig voor het bestuderen van niet-reproduceerbare processen die zich afspelen op tijdschalen van microseconden tot femtoseconden en plaatsvinden in moeilijk toegankelijke monsteromgevingen.

Röntgenlasers zijn een uitstekend hulpmiddel voor onderzoek naar biomoleculen, medicijnen, vaste materialen of zelfs kwantumtoestanden. Bovendien zijn ze belangrijk voor de wetenschap met hoge energiedichtheid om de evolutie van de planeet te bestuderen en voor in-situ microscopie van technologische processen, bijvoorbeeld lassen of batterijonderzoek.

Meer informatie: Sara Casalbuoni et al., Supergeleidende undulatoractiviteiten bij de Europese X-ray Free-Electron Laser Facility, Frontiers in Physics (2023). DOI:10.3389/fphy.2023.1204073

Aangeboden door European XFEL GmbH