Des physiciens ont créé un laser à rayons X supraconducteur plus froid que l'espace

L'équipe a refroidi l'accélérateur de particules à une température de -271 °C, conditions dans lesquelles il devient

supraconducteur et peut accélérer les électrons avecperte d'énergie presque nulle. Il s’agit de l’une des dernières étapes avant que le LCLS-II ne produise des impulsions de rayons X en moyenne 10 000 fois plus lumineuses que les impulsions du LCLS. Il s’agit d’un record mondial pour les sources de rayons X les plus puissantes disponibles aujourd’hui.

« En quelques heures seulement, le LCLS-II produiraplus d'impulsions de rayons X qu'une version précédente du même laser produite au cours de sa durée de vie », a déclaré Mike Dunn, directeur de LCLS. « Les données qui prenaient des mois à être collectées peuvent désormais être obtenues en quelques minutes. Cela fera passer la science au niveau supérieur, ouvrira la voie à un tout nouveau spectre de recherche et élargira notre capacité à développer des technologies révolutionnaires pour résoudre les plus grands problèmes auxquels notre société est confrontée.

Grâce à de nouvelles opportunités, les scientifiques pourrontétudier les détails de matériaux complexes avec une résolution sans précédent pour créer de nouvelles formes d'informatique et de communication ; identifier les phénomènes chimiques rares pour créer des matériaux plus durables pour l'industrie et l'énergie propre ; étudier comment les molécules biologiques remplissent des fonctions vitales pour développer de nouveaux types de produits pharmaceutiques ; explorez le monde de la mécanique quantique en mesurant les mouvements d'atomes individuels.

LCLS, le premier laser à rayons X au mondefaisceau d'électrons libres (XFEL), a commencé à fonctionner en avril 2009, générant des impulsions de rayons X un milliard de fois plus lumineuses que des appareils comparables. Il accélère les électrons à température ambiante, ce qui limite sa vitesse à 120 impulsions par seconde.

La nouvelle version de l'accélérateur fonctionne à un rythme recordbasse température, ce qui accélère son travail plusieurs milliers de fois. Pour atteindre cette température, l'appareil est équipé de deux unités cryogéniques à l'hélium. L'équipe SLAC Cryogenics y travaille depuis trois ans.

« Le refroidissement était un processus critique etcela devait être fait très soigneusement afin de ne pas endommager les cryomodules », a déclaré Andrew Burrill, chef de la direction des accélérateurs du SLAC. "Nous sommes ravis d'avoir atteint cette étape et de pouvoir maintenant nous concentrer sur le fonctionnement du laser à rayons X."

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