El láser de rayos X mejorado de Stanford está en funcionamiento

El acelerador de partículas recientemente actualizado en el Centro de Aceleradores Lineales de Stanford (SLAC) del Departamento de Energía ha producido sus primeros rayos X. La actualización de la fuente de luz coherente Linac (LCLS), LCLS-II, puede emitir hasta un millón de pulsos de rayos X por segundo (8.000 veces más que el original) y un haz casi continuo 10.000 veces más brillante que su predecesor. Los investigadores creen que permitirá una investigación sin precedentes sobre "fenómenos ultrarrápidos a escala atómica" y arrojará nueva luz sobre la computación cuántica, las comunicaciones, la energía limpia y la medicina.

Una de las claves de la potente actualización del propulsor es su capacidad de refrigeración. El LCLS original, que entró en funcionamiento en 2009, estaba limitado a 120 pulsos por segundo debido a los límites naturales de cuántos electrones pueden pasar simultáneamente a través de los tubos de cobre del acelerador a temperatura ambiente. Pero la versión actualizada incluye 37 módulos criogénicos enfriados a menos 456 grados Fahrenheit (más frío que el espacio exterior), lo que le permite "impulsar electrones a altas energías con energía casi nula". El nuevo acelerador funcionará en paralelo con el de cobre existente.

Los investigadores de SLAC dicen que las nuevas capacidades les permitirán examinar detalles de materiales cuánticos con una resolución sin precedentes, al tiempo que permitirán nuevas formas de computación cuántica y "revelar eventos químicos costeros e inesperados" para ayudar a avanzar en la tecnología de energía limpia. Además, dicen que podría ayudar a los científicos a desarrollar nuevos fármacos al estudiar cómo funcionan las moléculas biológicas a una escala sin precedentes. Finalmente, afirmaron que los incomparables 8.000 destellos por segundo "abrirían áreas completamente nuevas de investigación científica".

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Los investigadores de SLAC comenzaron a imaginar actualizaciones del LCLS original en 2010. Desde entonces, el proyecto ha superado los 1.100 millones de dólares e involucró a "miles de científicos, ingenieros y técnicos de todo el DOE, así como muchos socios institucionales". Esto requirió una gran cantidad de "componentes innovadores", incluida una nueva fuente de electrones, dos crioplantas para producir enfriamiento y dos nuevas guías de ondas para generar rayos X a partir del haz. Muchas instituciones contribuyeron al esfuerzo, incluidos cinco laboratorios nacionales de EE. UU. (Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley y Laboratorio Nacional Argonne, entre otros) y la Universidad de Cornell.

"Los experimentos en cada una de estas áreas comenzarán en las próximas semanas y meses y atraerán a miles de investigadores de todo el país y de todo el mundo", dijo el director del LCLS, Mike Dunn. "Las instalaciones del DOE como LCLS se proporcionan sin costo alguno para los usuarios; elegimos en función de la ciencia más importante e impactante. LCLS-II está destinado a revolucionar muchos sectores académicos e industriales. Espero una avalancha de nuevas ideas: esta es la esencia de por qué existen los laboratorios nacionales."