Найбільший в світі і найпотужніший рентгенівський лазер введений в дію

European XFEL

Європейський XFEL почав свою роботу. Побудований як найбільший в світі об'єкт для розміщення найпотужніших рентгенівських лазерів, які можуть бути виготовлені, XFEL сприятиме кращому розумінню молекулярного і хімічного процесу шляхом візуалізації частинок.

Швидка обробка зображень

Останній об'єднаний проект європейських країн тепер доступний онлайн. Він називається європейським рентгенівським вільним електронним лазером або XFEL для стислості, і тепер він є найбільшим і найпотужнішим рентгенівським лазерним приладом для візуалізації в світі, що простирається на 3,4 км (2,11 милі) і 40 метрів (11,15 фута) під німецьким містом Гамбургом і довколишніх містом під назвою Schenefeld.

Проект XFEL почався в 2007 році, і 11 країн співпрацюють, щоб зробити його реальністю. Після майже десятирічної роботи і витраченого понад мільярд євро, він тепер готовий внести свій внесок в світ наукових досліджень.

«Це приголомшливий і захоплюючий день для нас, щоб відкрити європейський XFEL для роботи після більш ніж восьми років будівництва», - сказав керуючий директор фонду Роберт Фейденансль на церемонії інавгурації в п'ятницю, повідомляє BBC. «Тепер я заявляю, що ми готові взяти дані; ми готові відповісти на виклик отримати приголомшливі результати».

Надпровідний лінійний прискорювач, розміщений в підземному тунелі, призначений для прискорення прискорених електронів до майже світлової швидкості. Потім вони проходять через слалом (або похилий) хід магнітів, які називаються ондулятор, де, коли електрони згинаються і обертаються, вони випускають спалахи рентгенівських променів. XFEL генерує ці надзвичайно яскраві і сверхкороткие імпульси світла зі швидкістю до 27 000 імпульсів в секунду, що в 200 разів вище, ніж у інших рентгенівських лазерів - в мільярд разів швидше за світло, що генерується синхротронами.

Молекулярні знімки

Основна мета європейського XFEL - допомогти вивчати тверді частинки. Наприклад, його можна використовувати для зіставлення тривимірних структур біомолекул та інших біологічних наночастинок. Ідея полягає в тому, щоб захопити їх під час процесу, оскільки вони відбуваються, в той час як ці зразки прискорюються через об'єкт. XFEL може доставляти трильйони (1 000 000 000 000) рентгенівських фотонів за один імпульс, який триває близько 50 фемтосекунд (0,000,000,000,000,05 с) для кожного з його 27 000 імпульсів в секунду.

Використовуючи вдосконалену камеру під назвою Large Pixel Detector (LPD), встановлену в складі XFEL британськими інженерами, вона дозволить дослідникам захоплювати молекулярні знімки, як ніколи раніше. Камери мають частоту кадрів 4,5 МГц - 4,5 мільйона знімків в секунду. Крім того, кожне окреме зображення може бути складено разом, щоб створити «молекулярний фільм», в якому детально описуються біохімічні і хімічні реакції.

«LPD захоплює картину рентгенівських променів після того, як вони розсіялися по тому, що вчені поставили в промінь. Його поверхня зображення становить близько півметра на півметра», - сказав Бі-бі-сі провідний інженер Метью Харт. «Це те, над чим ми працюємо вже 10 років, і це неймовірно на замовлення. Він повинен працювати дуже швидко, обробляти дійсно інтенсивні рівні рентгенівських променів, але в той же час захоплювати дуже маленькі сигнали; і мають дуже низький рівень шуму».

В прес-релізі про запуск Олаф Шольц, мер міста Гамбурга, сказав наступне: «З європейським XFEL вчені підуть в невідомі світи і допоможуть знайти відповіді на питання, що стоять перед людством, які зроблять життя на нашій планети краще». Аналіз атомних структур може, наприклад, допомогти в розумінні різних процесів, пов'язаних із захворюваннями. Дійсно, європейський XFEL міг навіть стати важливим інструментом у вивченні світу квантових частинок.

Література: BBC News, європейський XFEL