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Anfang 2023 wird das fantastische Gerät von Wissenschaftlern in einen Tunnel tief unter der Erdoberfläche geschossen. Der von ihnen entwickelte Röntgenlaser wird einen Einblick in die Welt der Atome und Moleküle ermöglichen.
Die Rede ist von der verbesserten Röntgenlaser-Linac-Kohärenten-Lichtquelle (LCLS), jetzt LCLS-II genannt. Das Gerät wird in der Lage sein, die hellste Röntgenstrahlung auszusenden, die jemals erreicht wurde. Die Forscher sagen, dies werde es ihnen ermöglichen, Atome und chemische Moleküle mit einer Detailgenauigkeit zu betrachten, die zuvor nicht möglich war.
Es ist erwähnenswert, dass der erste LCLS-Laser in der Lage war, 100 Röntgenpulse pro Sekunde zu emittieren. LCLS-II hingegen wird nicht nur in der Lage sein, eine Million solcher Impulse pro Sekunde auszusenden, sondern jeder Impuls wird 10-mal heller sein als die von LCLS ausgesandten Impulse. Dadurch werden Wissenschaftler eine qualitativ neue Entwicklungsstufe erreichen.
Wie sieht LCLS-II aus?
Das ganze Gerät ist ein 3 km langes Metallrohr. Einerseits werden die Wissenschaftler Elektronen mit ultravioletter Strahlung aus einer Kupferplatte schlagen und sie dann mit Impulsen aus Mikrowellenstrahlung auf Geschwindigkeiten nahe der Lichtgeschwindigkeit beschleunigen. Auf diese Weise beschleunigt, fliegen die Elektronen dann durch eine Reihe von Tausenden von Magneten, die alle paar Millimeter voneinander entfernt sind.
Das von diesen Magneten erzeugte Magnetfeld wirkt auf die fliegenden Elektronen, sodass diese bis zu einer Million Röntgenpulse pro Sekunde aussenden. Es ist erwähnenswert, dass die Wissenschaftler während der Modernisierung die Kupferbeschichtung des inneren Teils des Rohrs durch eine auf -271 °C gekühlte Niobbeschichtung ersetzen mussten. Dies liegt daran, dass der neue Laser so leistungsstark ist, dass er es könnte Einfach das ganze Rohr schmelzen.
Warum sollte jemand so einen Laser brauchen? Röntgenstrahlen haben eine Wellenlänge nahe der Größe eines Atoms, was es ermöglicht, Bilder von einzelnen Atomen in den Molekülen chemischer Verbindungen zu erhalten. Außerdem soll mit Hilfe von LCLS-II beobachtet werden können, wie chemische Bindungen geknüpft und gelöst werden. Wir haben noch nie solche Filme gesehen, die die Evolution chemischer Moleküle zeigen.
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