Oto najpotężniejszy laser rentgenowski na świecie. Co potrafi takie monstrum?

LCLS-II to swego rodzaju obietnica nowych odkryć w dziedzinie fizyki, chemii, biologii i innych dyscyplin naukowych. Nowy LCLS-II ma zdolność dostarczania do miliona impulsów promieni rentgenowskich na sekundę, a dodatkowo jest on 10 000 razy jaśniejszy niż inne dostępne na świecie lasery rentgenowskie.

Polecamy na Geekweek: Starszy mężczyzna chciał zainwestować kasę. Stracił prawie pół mln zł

To ogromny skok w zakresie prezentowanych przez laser parametrów: świat na poziomie molekularnym będzie mieć przed nami jeszcze mniej tajemnic, a możliwości, jakie płyną z wykorzystania tego urządzenia są przeogromne. Wszystko rozbija się o to, jakimi parametrami ma szansę się pochwalić LSLS-II.

Długość fali promieni rentgenowskich generowanych przez LCLS-II jest porównywalna do wielkości pojedynczego atomu, co pozwala na analizowanie struktury pojedynczych cząsteczek z niespotykaną wcześniej precyzją. Co więcej, promienie rentgenowskie generowane są w ekstremalnie krótkich impulsach femtosekundowych, co pozwala na "zamrożenie" ruchu cząsteczek - można to porównać do efektu "zatrzymania się" ruchu obiektu przez wystawienie go na działanie lampy stroboskopowej. To otwiera przed naukowcami niesamowite możliwości obserwacji reakcji chemicznych w czasie rzeczywistym oraz badania zjawisk kwantowych, takich jak nadprzewodnictwo. To akurat będzie niezwykle przydatne z uwagi na ostatnie przełomy w zakresie uzyskania nadprzewodników działających także w znacznie bliższych nam na co dzień temperaturach.

Czytaj dalej poniżej

Mówią, że ChatGPT jest dobry w diagnozowaniu prawie tak, jak lekarze. Nie wierzę im Jakub Szczęsny

Tak będziemy wytwarzać energię na Księżycu? Paliwo nie mniejsze niż... ziarnko maku Jakub Szczęsny

Jednak to nie wszystko, co czyni LCLS-II wyjątkowym. Laser ten generuje zarówno "twarde" jak i "miękkie" promieniowanie rentgenowskie, co pozwala badaczom analizować różnorodne obiekty na różnych poziomach, od małych cząsteczek po materiały kwantowe. Tym samym, LCLS-II jest niezwykle uniwersalnym narzędziem w rękach naukowców.

Czym jest twarde i miękkie promieniowanie rentgenowskie?

Podział promieni rentgenowskich na miękkie i twarde wynika wprost z tego, jaką energią się one charakteryzują:

Twarde promieniowanie rentgenowskie:

• Długość fali twardego promieniowania rentgenowskiego wynosi zwykle od około 0,01 do 0,1 nanometra (nm).
• Składa się z krótszych fal o wyższej częstotliwości.
• Jest zdolne do głębokiego przenikania przez materiały i ciała, w tym przez kości.
• Jest często używane w medycynie do obrazowania struktur wewnętrznych, takich jak kości i narządy wewnętrzne, w diagnostyce rentgenowskiej i tomografii komputerowej.

Miękkie promieniowanie rentgenowskie:

• Zazwyczaj mieści się w zakresie od około 0,1 do 10 nanometrów (nm).
• Składa się z dłuższych fal o niższej częstotliwości.
• Jest mniej zdolne do przenikania przez materiały i ciała niż promieniowanie twarde.
• Jest bardziej pochłaniane przez miękkie tkanki, takie jak mięśnie i tkanka tłuszczowa.
• Jest stosowane w radiologii miękkiej do badania miękkich tkanek i narządów, takich jak płuca, mięśnie, układ pokarmowy itp.

Modernizacja LCLS-II obejmowała także wyposażenie go w zaawansowane krioplanty, które utrzymują ekstremalnie niskie temperatury w czasie pracy. Urządzenie to zostało wyposażone w parę undulatorów do wytwarzania promieniowania rentgenowskiego oraz detektory i czujniki, które umożliwiają szybkie i dokładne rejestrowanie danych. Naukowcy na całym świecie już zacierają ręce z niecierpliwości.

Złożenie wniosków dotyczących dostępu do tego urządzenia staje się dla nich priorytetem, ponieważ na świecie jest niewiele tego typu laserów, a ten jest absolutnie wyjątkowy na tle innych dostępnych instalacji.Dodatkowo, z LCLS-II stajemy przed nową erą badań naukowych, która przyniesie niezwykłe odkrycia i pozwoli nam poznać nasz świat z zupełnie innej strony. Modernizacja tego lasera okazała się więc niezwykle udana i co bardzo istotne: stanowi obietnicę zupełnie fascynujących odkryć w kwestii zjawisk, które do tej pory były poza zasięgiem wzroku naszych naukowców.