【办公软件教程】美国能源部建造世界上最亮的X射线激光器

在距离斯坦福大学一箭之遥的美国地下30英尺处,科学家们正在对一台激光器进行收尾工作,部建这可能从根本上改变他们研究宇宙组成部分的造世最亮方式。明年完工后,界上激光办公软件教程林纳克相干光源II,射线或称LCLS-II,美国将成为美国能源部SLAC国家加速器实验室的部建第二个世界级X射线激光器。

第一台LCLS自2009年开始运行,造世最亮创造了每秒120个光脉冲的界上激光光束。LCLS-II将能够达到每秒100万个脉冲,射线光束亮度是美国电视剧集幕后其前身的10000倍。它能够制造所有低于飞秒的部建脉冲。飞秒之于一秒,造世最亮就像一秒钟之于宇宙的界上激光年龄。激光器的射线脉冲速度如此之快,它将使以前不可能进行的娱乐新闻快报实验成为可能。

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你可以把LCLS想成是一个具有原子分辨率的显微镜。它的核心是一个粒子加速器,来加速带电粒子并将它们导入光束的装置。然后,该光束通过一系列交替的磁铁(一个称为起伏器的装置),产生X射线。科学家们可以使用这些X射线来创造他们称之为分子电影的东西。这些是原子和分子运动的快照,在几万亿分之一秒内被捕获,并像电影一样串联起来。几乎所有科学领域的科学家都从世界各地赶来,用LCLS进行实验。除其他外,他们的分子电影显示了正在发生的化学反应,展示了恒星内部原子的行为,并制作了详细描述光合作用过程的现场快照。

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尽管这两种激光器都能将电子加速到接近光速,但它们各自的方式不同。LCLS-II被设计为连续运行,这意味着它将产生大量的热量。一个铜腔会吸收太多的热量。这就是为什么工程师们转向了一个新的超导加速器,它由几十个40英尺长的设备组成,称为低温模块,设计为在绝对零度以上(-456华氏度)运行。它们由地面上的一个庞大的低温工厂保持在工作温度。


LCLS-II将允许科学家回答他们多年来一直试图解决的问题,包括分子系统内的能量转移是如何发生的?电荷转移是如何发生的?一旦我们理解了其中的一些原理,我们就可以开始应用它们来理解我们如何能够进行人工光合作用,我们如何能够建造更好的太阳能电池。