自 20 世纪 70 年代以来,结构科学的许多进步都是通过同步加速器辐射探测材料取得的:即通过加速高能电子产生的高能 X 射线。最新一代的此类光源是 X 射线自由电子激光器 (XFEL),其威力远超其前辈,但由于成本高昂,只有国际财团和少数富裕国家才能使用。
现在,一个国际专家组已经准备了一种更紧凑、更具成本效益的 XFEL 系统设计,供小国家和某些个别实验室使用。该设计发表在《欧洲物理杂志专题》上。
这些高能 X 射线源的前三代是使用同步加速器辐射源产生的:粒子加速器,其中电子围绕固定的圆形路径行进并被刺激发射电磁辐射光子 - 通常但不总是在 X 射线中。 -射线范围——通过强大的磁铁。
相比之下,自由电子激光技术涉及电子沿着称为波荡器的强力磁铁阵列之间的线性路径加速。这会刺激电子产生非常短的极高能 X 射线脉冲,其强度远高于同步加速器源产生的脉冲。
CompactLight 设计研究涉及 31 个机构组成的联盟,其中大部分位于欧洲,包括 23 个学术或公共部门实验室以及 5 家私营公司。
该联盟包括学术界和工业界的潜在用户来设计其规范,以便尽可能适合当前和设想的未来应用,涵盖物理、化学、材料科学和结构生物学。
已发布的设计长度略低于 500m,约为苏黎世附近 SwissFEL 长度的三分之二。更重要的是,它的建造成本约为 750 万欧元,只是瑞士工厂成本的一小部分。按照该规范构建的 XFEL 源将使全球数以千计的科学家能够接触到这项创新且重要的技术。