Il Laboratorio Nazionale per l'Acceleratore SLAC del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti (DOE) ha fatto sapere di aver acceso il Linac Coherent Light Source II (LCLS), un laser a elettroni liberi a raggi X (XFEL). Questo laser è attualmente il più potente al mondo ed è stato realizzato con un investimento di ben 1,1 miliardi di dollari.
Il Laboratorio Nazionale per l'Acceleratore SLAC, situato presso l'Università di Stanford, vanta una storia di oltre sei decenni nella costruzione e nell'operatività di strumenti potenti dedicati all'avanzamento della scienza. Il LCLS originale, che ha visto la luce nel lontano aprile del 2009, è stato il primo XFEL al mondo.
Mentre i raggi X sono diventati un' applicazione comune in campo medico, gli scienziati continuano a utilizzare versioni molto più potenti per esplorare materiali e sostanze biologiche al fine di comprenderli meglio. Il LCLS originale accelerava gli elettroni attraverso un tubo di rame a temperatura ambiente, generando solamente 120 impulsi di raggi X al secondo.
L'aggiornamento attuale, che ha richiesto oltre un decennio di sviluppo, ha reso il LCLS-II 8.000 volte più veloce, capace di generare quasi un milione di flash di raggi X al secondo, con una potenza mai vista prima.
Come funziona il LCLS-II? La straordinaria potenza del LCLS-II è possibile grazie a un acceleratore superconduttore progettato per emettere i raggi X. Questo acceleratore comprende 37 moduli in grado di raffreddare l'elio fino a -271 gradi Celsius, appena sopra lo zero assoluto. A queste temperature estreme, l'acceleratore è in grado di far accelerare gli elettroni a stati ad alta energia con perdite di energia praticamente nulle.
Il LCLS-II è pronto ad affrontare sfide ritenute inaccessibili fino a poco tempo fa. I ricercatori potranno studiare i materiali quantistici con un livello di dettaglio mai visto prima, aprendo la strada alla creazione di dispositivi quantistici più efficienti, computer ultraveloci e processi di elaborazione dati ultra-rapidi.
Il LCLS-II avrà anche un impatto significativo in ambito chimico, consentendo la cattura di istantanee di reazioni chimiche a livello atomico. Questo contribuirà a progettare processi più efficienti in settori come la produzione chimica e la generazione di energia, con un occhio di riguardo alla riduzione delle emissioni di gas serra.
Secondo Mike Dunne, Direttore del LCLS, "Gli esperimenti in ciascuna di queste aree inizieranno nelle prossime settimane e mesi, attirando migliaia di ricercatori da tutto il paese e dal mondo. Le strutture utente del DOE come il LCLS sono fornite senza costi per gli utenti - selezioniamo in base alla scienza più importante e impattante. Il LCLS-II sta per scatenare una rivoluzione in molti settori accademici e industriali."
Insomma, un bel passo in avanti per la ricerca e noi non vediamo l'ora di scoprire quante nuove possibilità potrà offrire un laser a raggi-X di questa tipologia.