stalybywalec
10.09.17, 17:32
Poniżej news, który zainteresuje chyba każdego forumowicza:
Sorry za lużne tłumaczenie.
Europejski Laser XFEL – gigantyczna kamera dle reakcji atomów
Niezwykły laser rentgenowski zaczął pracować w północnych Niemczech we wrześniu. Laser XFEL robi ekstremalnie krótkie i wysoce energetyczne zdjęcia obiektom, który filmuje reakcje chemiczne zachodzące w atomach.
To brzmi jak film sciens-fiction – kamera x-ray, która nie tylko jest w stanie przechwycić obraz poszczególnych atomów, ale również udokumentować kierunek reakcji chemicznych w nich zachodzących.
Sam obiekt badawczy zaczął pracować we wrześniu tego roku, w Niemczech, przyjmując nazwę X-ray Wolny Elektronowy Laser (XFEL).
Jest on niesamowity, możliwość działania na poziomie atomowym wymaga rzeczy olbrzymich pod względem konstrukcyjnym; olbrzymi aparat przechwycający malutkie cząstki mierzy ponad 3,4 kilometra (ponad dwie mile), jest położony od DESY w Hamburgu do Schenefeld w stanie Schleswig-Holstein.
Olbrzymia różnorodność eksperymentów
Na początku, laser x-ray będzie zapewniał światło dwóm laboratoriom. Z czasem liczba tych laboratoriów stopniowo wzrośnie. Siedem rur dostarczy promienie rożnym laboratoriom, gdzie każda z nich będzie wyglądała na wzór wodociągów. Wewnątrz tych promieni rentgenowskich, będzie specjalny rodzaj światła, który będzie mógł robić trójwymiarowe zdjęcia atomów.
Laboratorium będzie dawało możliwości naukowcom, które nie były dotąd znane. Materiały naukowców będą mogły zbadać właściwości nano cząstek. Fizycy będą mogli poddać materię ekstremalnemu ciśnieniu i temperaturze oraz odkryć jak one reagują pod wpływem dużej ilości energii. Będą mogli stworzyć warunki, które panowały we wczesnym stadium naszego wszechświata. Albo będą mogli użyć wysoce precyzyjnego spektrometru do rozwiązania pozostałych zagadek wszechświata.
Biochemicy i medycy mogą teraz przyjrzeć się bliżej molekułom: jak dokładnie wygląda trójwymiarowa struktura komórek. Mogą również użyć obrazowania do rozszyfrowania molekularnej struktury wirusów.
Ekstremalnie krótki, ekstremalnie jasny.
Zdjęcia rentgenowskie robione są przez maszynę w czasie około 0.00000000000001 sekundy, lub dziesięciu femtosekund. W sumie jest 27 tyś. Takich zdjęć w ciągu sekundy. Długość ich fali jest ekstremalnie krótka: od 0,005 do 4,7 nanometra. To wystarczy żeby zrobić dokładne zdjęcie atomu.
Niezwykle duża liczba zdjęć na sekundę sprawia, że możliwe jest zrobienie slajdów reakcji chemicznych, które nadal zachodzą. Do tej pory to było całkowicie nie do pomyślenia: chemia, którą dzisiaj znamy, bazuje całkowicie na idei, że najpierw patrzymy na jakąś substancje przed i po reakcji chemicznej. Następnie używając naszego pojmowania fizyki i matematyki, staramy się zrozumieć, co tak właściwie się stało pomiędzy atomami i cząsteczkami. Teraz chemicy są w stanie obserwować to z pierwszej ręki. Mogą zrobić film rekcji chemicznych.
Ponadto, laser rentgenowski jest znacznie jaśniejszy niż cokolwiek innego. Podczas największego nasilenia, XFEL osiąga blask około miliarda razy większego niż jakikolwiek inny przeciętny laser rentgenowski. Nawet w swoim średnim nasileniu jest o tysiąc razy jaśniejszy.
Kilka kilometrów tunelu.
Laser rentgenowski składa się ze specjalnych pulsacyjnych pakietów eletronów. Laser pulsacyjny wytwarza elektrony uderzając w metalowy obiekt. Następnie cząstki zmierzają wzdłuż tunelu przez 1,7 kilometra. Akcelerator liniowy składa się z nadprzewodnikowych komór, wewnątrz których mikro fale drgają i rozpędzają cząstki do niemal prędkości światła. Komory są schładzane do minus 271 stopni Celsjusza, aby umożliwić przepływ prądu elektrycznego w instalacji bez oporu. Wszystko to ma miejsce wewnątrz tunelu od 15 do 38 metrów pod ziemią.
Laboratorium jest w stanie pomieścić 17,5 miliarda elektro voltów. Elektrony najpierw docierają do stacji redystrybucyjnej, gdzie następnie są dzielone na poszczególne rury. Wszystko po to aby były dostępne dla dużej liczby naukowców, którzy będą mogli potem użyć ich w wielu eksperymentach. Na koniec trafiają do kampusu badawczego w Schenefeld po 3,4 kilometrach.
Zbudowany przez Europejczyków dla wszystkich naukowców.
XFEL jest Europejskim otwartym projektem badawczym. Niemcy pokryli 58 procent kosztów, Rosjanie 27. Dania, Francja, Włochy, Polska, Szwecja, Szwajcaria, Słowacja, Hiszpania i Węgry również brały w tym udział i łacznie pokryły koszty około 1-3 procenta.
