Pohled do útrob upgradovaného laseru. Kredit: SLAC.

Dělat pěkné fotky chce každý. Ne vždy to ale jde snadno. Když přijde řada na objekty, které jsou velmi rychlé a velmi malé, je to problém. V jednu chvíli je měřítko už natolik malé, že vlny viditelného záření jsou příliš velké na to, aby dotyčný objekt kvalitně zobrazily. To je příležitost pro rentgenové záření, přesněji řečeno rentgenové záření o vysoké energii.

Část rekordního laseru v podzemí. Kredit: SLAC.

V laboratořích SLAC National Accelerator Laboratory amerického ministerstva energetiky dospěli k závěru, že je nutné udělat upgrade jejich rentgenového superlaseru. Za 1,1 miliardy amerických dolarů proběhlo vylepšení na laser, který nese označení The Linac Coherent Light Source II (LCLS-II) X-ray Free-Electron Laser (XFEL). Je to nejvýkonnější rentgenový laser na světě, který je schopen vytvořit milion pulzů za sekundu a je 10 000krát výkonnější než jeho předchůdce.

Zařízení s laserem LCLS-II XFEL z ptačí perspektivy. Kredit: SLAC.

Teď je vše hotovo, laser LCLS-II XFEL má za sebou testy a spustili ho do ostrého provozu. Využívá podzemní supravodivý 4 GeV urychlovač, který urychluje elektrony na rychlost blízkou rychlosti světla. Tyto elektrony ve vhodnou chvíli vyzáří koherentní rentgenové záření s uvedenými rekordními parametry a odklonem se nechají tiše zmizet.

Podle vyjádření SLAC nabízí takový laser široké možnosti využití. Může pořizovat snímky probíhající chemické reakce, například u fotosyntézy, tak rychle za sebou, žez toho bude možné poskládat film. Lze ho využít k analýze struktury složitých molekul anebo s jeho pomocí navrhovat design kvantových počítačů.

Americká ministryně energetiky Jennifer Granholmová se těší na to, jak LCLS-II XFEL osvětlí nejmenší i nejrychlejší fenomény ve vesmíru. Předpokládá, že to může být klíčem k velkým objevům v celé řadě vědních disciplín. V tomto případě navíc nejvýkonnější rentgenový laser světa zajistí, že Spojené státy zůstávají v čele rozvoje rentgenových věd.

Video: What is an X-ray Free Electron Laser or XFEL?

Literatura

New Atlas 20. 9. 2023.