Home » Știință » O nouă eră a științei! Cel mai puternic laser cu raze X din lume a fost pornit

O nouă eră a științei! Cel mai puternic laser cu raze X din lume a fost pornit

Publicat: 22.10.2023

Cea mai puternică mașinărie cu raze X din lume a produs primele sale raze X de nivel record, performanță ce va permite oamenilor de știință să observe atomi, molecule și reacții chimice în detalii fără precedent.

Mașinăria, laserul cu raze X Linac Coherent Light Source II (LCLS-II) de la Laboratorul SLAC Național de Accelerare din California, SUA, a finalizat recent un proces de actualizare început în urmă cu mai bine de un deceniu. Razele X generate acum sunt, în medie, de 10.000 de ori mai strălucitoare decât cele generate de instrumentele originale de la LCLS.

Instrumentul LCLS produce raze X printr-un proces complex ce implică lasere, electroni, microunde și magneți. Mai întâi, cercetătorii folosesc laserul UV pentru a extrage electroni dintr-o placă de cupru înainte să-i accelereze cu un dispozitiv ce emite pulsații intense de microunde. Electronii se deplasează apoi printr-un labirint compus din mii de magneți.

Asta îi face „să se clatine” și să emită raze X în explozii previzibile și controlate. Cercetătorii direcționează aceste pulsații pe obiecte și materiale astfel încât să le observe structura internă. Razele X de aici sunt de un cvadrilion de ori mai strălucitoare decât cele folosite în scopuri medicale.

Magneții din labirint au trebuit să fie calibrați cu mare precizie

Razele X produse de LCLS-II sunt atât de puternice pentru că echipa SLAC a renovat tubul metalic lung de 3 kilometri prin care se deplasează electronii cu un înveliș de niobiu (Nb). Acest metal rezistă la expunerea cu electroni extrem de energetici atunci când este aplicată o răcire de aproximativ minus 271 de grade Celsius. Pentru a răci tubul, echipa a trebuit să instaleze o centrală criogenică uriașă în subteran.

Au existat, de asemenea, multe alte provocări inginerești. Magneții din labirint au trebuit să fie calibrați cu mare precizie pentru ca pulsațiile de raze X să aibă forma corectă, a explicat Mike Dunne de la SLAC. „Fiecare parte din acest sistem a trebuit să funcționeze cum trebuie în același timp”, a spus Dunne.

Primul LCLS, considerat o „bestie zgomotoasă și instabilă”

El și colegii săi au început să trimită electroni prin tunelul de niobiu în septembrie 2022. În ultimele 12 luni, cercetătorii au continuat să calibreze fiecare piesă a mașinăriei și i-au crescut treptat capacitatea.

„A fost incredibil de observat această nouă tehnică distructivă dar puternică pentru observarea naturii în acțiune. Au fost mulți sceptici la început care spuneau că această bestie zgomotoasă și instabilă, primul LCLS, nu va duce niciodată la noi [descoperiri] științifice. Acum, mai bine de un deceniu mai târziu, folosirea acestor raze X ne-a permis să privim în detaliu fără precedent cum au loc procesele biochimice la scară atomică”, a precizat Nadia Zatsepin, de la Universitatea La Trobe din Australia.

Zatsepin a adăugat că LCLS-II va permite cercetătorilor să facă „filme moleculare” cu procesele din biologie precum viziunea mamiferelor, fotosinteza, reglarea genetică și formarea proteinelor sau a celulelor.

„Este un instrument științific foarte vast”

Abilitatea mașinăriei de a produce nu doar raze X strălucitoare, dar atât de multe raze X într-un timp extrem de scurt va permite oamenilor de știință să vadă ce se întâmplă la interiorul materialelor importante din punct de vedere tehnologic, cum ar fi cele folosite în dispozitive artificiale pentru fotosinteză sau următoarea generație de semiconductoare. Astfel, mai multe materiale exotice neînțelese la nivel cuantic ar putea fi dezvăluite prin analizarea cu razele X de la LCLS-II.

„Este un instrument științific foarte vast, asemenea unui microscop puternic ce poate vedea totul de la materiale cuantice la sisteme biologice și fizica atomică, iar noi vom observa toate acestea și multe altele”, a mai spus Mike  Dunne.

Vă recomandăm să mai citiți și:

Misiunea Artemis II intră în faza finală! Ultimele pregătiri la cea mai puternică rachetă construită vreodată

Marea Erupție din anii 1840, revizitată de Observatorul Chandra cu raze X

Noi imagini spectaculoase făcute cu ajutorul Observatorului Chandra cu raze X

O nouă tehnologie revoluționară. Cel mai puternic laser cu raze X din lume este mai rece decât spațiul cosmic

Ioana Scholler
Ioana Scholler
Ioana s-a alăturat echipei DESCOPERĂ.ro în 2020, fiind atrasă de subiecte ce țin de știință, istorie și natură. Ioana și-a finalizat studiile de licență în Manchester, Marea Britanie, acolo unde a studiat Jurnalism Multimedia, și studiile de masterat în Media, Comunicare Publică și ... citește mai mult
Urmărește DESCOPERĂ.ro pe
Google News și Google Showcase
Cele mai noi articole
Au fost descoperite materiale necunoscute până acum pentru producerea și stocarea energiei curate
Au fost descoperite materiale necunoscute până acum pentru producerea și stocarea energiei curate
Unde le place românilor să meargă în vacanță?
Unde le place românilor să meargă în vacanță?
Noi reguli cu privire la alcool ar putea fi adoptate curând în Polonia
Noi reguli cu privire la alcool ar putea fi adoptate curând în Polonia
Care țări UE le oferă cei mai mulți bani profesorilor?
Care țări UE le oferă cei mai mulți bani profesorilor?
Cum au schimbat Universul primele stele? Noi simulări fără precedent au aflat răspunsul
Cum au schimbat Universul primele stele? Noi simulări fără precedent au aflat răspunsul
Cele mai misterioase scrieri ale lumii antice, pe care nimeni nu a reușit să le descifreze
Cele mai misterioase scrieri ale lumii antice, pe care nimeni nu a reușit să le descifreze
Limbile în care „stânga” și „dreapta” nu sunt reperele principale. Cum se orientează vorbitorii lor
Limbile în care „stânga” și „dreapta” nu sunt reperele principale. Cum se orientează vorbitorii lor
Mai puține alimente ultraprocesate, simptome mai ușoare de depresie? Ce arată un studiu din 2026
Mai puține alimente ultraprocesate, simptome mai ușoare de depresie? Ce arată un studiu din 2026
Ce poți face la 30 de ani pentru a îmbătrâni mai sănătos
Ce poți face la 30 de ani pentru a îmbătrâni mai sănătos
Ce ne dezvăluie anestezia generală despre creier și misterul conștiinței
Ce ne dezvăluie anestezia generală despre creier și misterul conștiinței
Sonda Juice tocmai a folosit Pământul drept o praștie gravitațională pentru a ajunge la Jupiter
Sonda Juice tocmai a folosit Pământul drept o praștie gravitațională pentru a ajunge la Jupiter
Scădere alarmantă înregistrată de cea mai mare colonie de pinguini din lume. Care este cauza?
Scădere alarmantă înregistrată de cea mai mare colonie de pinguini din lume. Care este cauza?
Euro continuă să se deprecieze în raport cu dolarul. Care este motivul?
Euro continuă să se deprecieze în raport cu dolarul. Care este motivul?
O metodă ingenioasă deschide o cale nouă de a detecta leziunile cerebrale după AVC
O metodă ingenioasă deschide o cale nouă de a detecta leziunile cerebrale după AVC
Un oraș foarte bogat este și cel mai poluat de pe planetă
Un oraș foarte bogat este și cel mai poluat de pe planetă
Un studiu recent a recalculat când se va destrăma Sistemul Solar
Un studiu recent a recalculat când se va destrăma Sistemul Solar
Industria invizibilă care susține alimentația globală: ce este sectorul alimentar informal?
Industria invizibilă care susține alimentația globală: ce este sectorul alimentar informal?
Cel mai mare furt de vin din istoria Italiei: au fost luate zeci de mii de sticle
Cel mai mare furt de vin din istoria Italiei: au fost luate zeci de mii de sticle