Az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériumához tartozó SLAC (Stanford Linear Accelerator Center) laboratóriumában épül a Linac Koherens Fényforrás (Linac Coherent Light Source, LCLS) elnevezésű nagy teljesítményű lézer utódja, amelynek képességei nem kis mértékben fogják felülmúlni az elődjéét: míg a LCLS I másodpercenként 120 impulzust bocsát ki, addig az LCLS II már egymillió impulzus/másodperces sebességgel működik majd. Ezzel ez az eszköz válik az eddigi legfényesebb lézerré, amely korábban sosem látott közelségből fedheti fel a molekuláris szintű folyamatokat.

A LCLS II a világ első keményröntgen szabadelektron lézere, és a korábbi verziókhoz képest jelentősen jobb minőségben mutatja majd többek között az atomok mozgását, a különféle kémiai reakciókat és az anyagok vagy éppen élőlények felépítésének legapróbb részleteit is. A kutatók által készített "molekuláris filmek", amelyek betekintést nyújtanak abba, hogy hogyan zajlik le a molekulák közötti kémiai kötések kialakítása vagy az energiaátadás folyamata, nagy szerepet játszanak a jobb minőségű anyagok létrehozásában, mivel minél alaposabban sikerül kiismerni az anyagok mágneses, elektromos és katalitikus jellemzőit, annál jobb képet alkothatnak a kutatók arról, hogy hogyan alakítsák ki a legideálisabb kombinációját az összetevőknek, amelyek a hatékonyabb napelemek és egyéb fontos eszközök megépítésének alapját jelenthetik.

A lézer, amely még építés alatt áll, de már januárban elkezdik beüzemelni és előállítják vele az első elektronnyalábot, tulajdonképpen részecskegyorsítóként működik: miután a fénysebesség közelére gyorsította az elektronokat, mágnesek rendszerén küldi át őket, ahol a mozgásuk iránya a mágneses térben módosul és energiájukat röntgensugarak formájában adják le. Az LCLS II, elődjétől eltérően, kriogenikusan hűtött szupravezetőkkel működik egy több mint három kilométer hosszú alagútban, ahol a lézer állandó jelleggel állítja majd elő a röntgensugarakat. Az extra fényességet körülbelül (egyenként) 15 femtoszekundum hosszúságú, másodpercenként egymillió alkalommal kibocsátott impulzusok biztosítják, és a hatékonysága az LCLS I-et is magában foglaló létesítmény teljesítményét a korábbi 11 keV-os (kiloelektronvoltos) röntgensugár tartományból 25 keV-ig emeli.

A SLAC tervei szerint a lézer segítségével olyan kísérletek elvégzésére nyílik lehetőség, amelyeket eddig a kisebb teljesítményű eszközökkel nem lehetett kivitelezni és a felfedezésekkel olyan információkhoz juthatnak a kutatók, amelyek kritikus fontosságúak lehetnek az új technológiák fejlesztésében.

(Fotó: SLAC)