斯坦福大学升级版X射线激光器已启动并运行

斯坦福直线加速器中心 (SLAC)新升级的粒子加速器已产生第一批 X 射线。直线加速器相干光源 (LCLS) 升级版 LCLS-II 每秒可发射高达 100 万个 X 射线脉冲(比原来多 8,000 倍)，并且几乎连续的光束比其前身亮 10,000 倍。研究人员相信，它将实现对“原子尺度、超快现象”的前所未有的研究，并为量子计算、通信、清洁能源和医学带来新的曙光。

加速器强大升级的关键之一就是其散热能力。最初的 LCLS 于 2009 年上线，由于同时通过加速器的室温铜管的电子数量的自然限制，其上限为每秒 120 个脉冲。但更新后的版本包括 37 个冷却至负 456 华氏度(比外太空还冷)的低温模块，使其能够“以几乎零能量损失将电子提升到高能量”。新的加速器将与现有的铜加速器并行工作。

SLAC 研究人员表示，新功能将使他们能够以前所未有的分辨率检查量子材料的细节，同时实现新形式的量子计算并“揭示不可预测和短暂的化学事件”，以帮助推进清洁能源技术。此外，他们表示，它可以通过研究生物分子如何以前所未有的规模发挥作用，帮助科学家开发新药物。最后，他们表示其无与伦比的每秒 8,000 次闪光将“开辟全新的科学研究领域”。

SLAC 研究人员于 2010 年开始设想对原始 LCLS 进行升级。该项目自此已耗资 11 亿美元，并涉及“的数千名科学家、工程师和技术人员以及众多机构合作伙伴”。它需要大量的“尖端组件”，包括一个新的电子源、两个用于生产制冷剂的低温装置和两个用于从束流中产生 X 射线的新波荡器。多个机构为这项工作做出了贡献，包括五个国家实验室(劳伦斯伯克利国家实验室和阿贡国家实验室等)和康奈尔大学。

LCLS 主任 Mike Dunne 表示：“这些领域的实验将在未来几周和几个月内开始，吸引了来自全国和世界各地的数千名研究人员。” “免费向用户提供 LCLS 等用户设施——我们根据最重要和最有影响力的科学进行选择。LCLS-II 将推动许多学术和工业领域的一场革命。我期待着新想法的冲击——这就是国家实验室存在的本质。”