SLAC国家加速器实验室的科学家推出了世界上最强大的X射线激光器，该激光器将用于深入的原子和分子研究。
它是对其前身的重大升级，因为它的亮度提高了 10000 倍。
升级后的激光设施还使用超导加速器组件，使其能够在接近绝对零度的低温下运行。
美国西海岸一家高科技设施的科学家首次发射了世界上最强大的X射线激光器。有了这些超亮的X射线脉冲，他们将进行测量，这将使我们了解原子和分子世界。
LCLS-II设施是直线加速器相干光源的升级版。它位于美国能源部的SLAC国家加速器实验室，靠近加利福尼亚州门洛帕克的斯坦福大学。LCLS-II就是所谓的自由电子激光器，这意味着它将电子束加速到接近光速，然后通过一系列磁场发送电子束。这些磁场导致电子的路径摆动，并且由于摆动，电子会发出非常强烈的X射线，可用于对分子等事物进行成像，并观察其中的原子如何相互作用。
LCLS-II每秒可以发射多达100万个X射线脉冲，比早期的LCLS激光器多8000倍。当将增加的脉冲速率与每个脉冲的电子数量增加相结合时，新设施的亮度是其前身的 10000 倍以上。
每个脉冲都非常短。对于高能 X 射线，脉冲范围为 10 至 50 飞秒;对于低能量X射线，脉冲可以拉伸到250飞秒。也可以产生非常短的脉冲，尽管在如此短的时间内，每个脉冲都不如平时亮。
凭借如此短的波长、短脉冲和快速的重复，科学家们可以使用这种设施来观察化学反应的发生。从本质上讲，每个脉冲都可以对参与反应的原子的构型进行成像，然后可以将单个图像链接在一起，就像分子粘土化电影一样。早在 2018 年，LCLS 设施就能够制作一部人类视觉和光合作用中发生的化学过程的电影。整个过程仅需 1000 飞秒 。
更广泛地说，LCLS-II设施将能够对小至一埃。这种能力将使研究人员能够研究许多不同的原子过程，从生物系统中的原子过程到光伏和燃料电池中的原子过程。激光还将有助于照亮超导性、铁电性和磁性。
一项非常酷的技术
升级的关键组成部分之一是安装一些革命性的技术。虽然早期的加速器在室温下运行，但升级后的LCLS-II使用超导加速器组件，这使其能够在接近绝对零度的低温下运行。LCLS-II还具有更好的磁铁来摆动电子束。
虽然LCLS-II刚刚开始运行，但早期LCLS加速器的成功让研究人员感到乐观。超过 3000 名科学家使用了该设施，发布了 1450 多篇出版物。时间将揭示这种强大的激光器所具有的任何新见解。
