European XFEL, cel mai mare laser cu raze X din lume, ultraputernic, ce ar putea contribui la descifrarea secretelor materiei la scală atomică, a fost inaugurat în Germania și ar putea fi utilizat pentru realizarea unor descoperiri științifice importante, în special în biologie și medicină.
Acest echipament de vârf, realizat prin colaborarea dintre 11 țări, în principal Germania și Rusia, dar și Franța și Elveția, se întinde pe o lungime de 3,4 kilometri în apropiere de Hamburg.
Proiectul Laserului European cu Electroni Liberi și Raze X (X-Ray Free Electron Laser — XFEL) conține mai multe tuneluri, iar unul dintre acestea, aflat la o adâncime de 38 de metri sub nivelul solului, adăpostește un foarte lung accelerator linear de electroni.XFEL va putea să producă până la 27.000 de flash-uri pe secundă. Este un salt uriaș, în comparație cu cele 120 de flash-uri pe secundă emise de un laser american de același tip (LCLS din Stanford) și cu cele 60 de flash-uri emise de un alt dispozitiv similar din Japonia (SACLA).Laserul european va avea „cea mai mare strălucire medie din lume”, a declarat pentru AFP Robert Feidenhansel, președintele consiliului de administrație al European XFEL.
Strălucirea măsoară numărul de fotoni (particule de lumină) generați pe o anumită lungime de undă. „În momentul său maxim, strălucirea emanată de European XFEL va fi de 1 miliard de ori mai mare decât aceea a sincotroanelor, acceleratoare circulare de particule, considerate cea mai bună sursă convențională de raze X”, au declarat coordonatorii proiectului.Acest echipament este „ca o cameră foto și un microscop și va permite să vedem în cele mai mici detalii și diverse procese ce nu au fost niciodată observate în universul nanometric”, a adăugat Robert Feidenhansel.
„Aplicațiile vor fi numeroase. Ele merg de la medicină la biologie și până la chimie și știința materialelor”, a adăugat același oficial german.
Grație strălucirii sale impresionante, oamenii de știință vor putea „să observe în detaliu virusuri la scală atomică, să descifreze compoziția moleculară a celulelor, să realizeze imagini în trei dimensiuni din universul nanometric și să studieze procese similare acelora care se produc în interiorul planetelor”, au subliniat constructorii noului laser european.
Întrucât durata flash-urilor cu raze X este extrem de scurtă, cercetătorii vor putea de asemenea să realizeze „filme” ale unor procese ultrarapide, precum reacțiile chimice și schimbările ce au loc în biomolecule.
Centrul de cercetări științifice DESY (Deutsches Elektronen Synchotron) din Hamburg se află la originea acestui proiect, după ce a construit un laser cu electroni experimental și cu dimensiuni mai mici.European XFEL a făcut apoi obiectul unui acord interguvernamental în 2009 din cauza obiectivelor sale extrem de ambițioase și costurilor sale ridicate. Zece țări europene și Rusia au contribuit la realizarea proiectului, iar Regatul Unit al Marii Britanii a promis că se va alătura în curând.
Inventate în 1977, laserele cu electroni liberi (se spune că un electron este liber atunci când el este disociat de nucleul unui atom) au la bază un fascicul de electroni cu înaltă energie. Laserul din Hamburg va funcționa în domeniul cercetărilor cu raze X.
După ce sunt generați de un tun cu electroni, aceste particule sunt accelerate în cavități special amenajate, supraconductoare, răcite cu heliu (la—271 de grade Celsius), în serii de 800 de unități. Electronii urcă apoi progresiv până la niveluri foarte înalte de energie, a explicat Olivier Napoly.În etapa următoare, electronii efectuează o cursă prin ondulatoare, ai căror magneți îi constrâng să realizeze un slalom foarte strâns.
În acel moment vor fi emiși fotoni și fenomenul „se va autoamplifica” prin interacțiunea dintre electroni și fotoni. La finalul parcursului, cercetătorii vor obține în acest fel flash-uri de raze X, foarte scurte și foarte intense. https://www.xfel.eu/
