Un accélérateur linéaire amélioré en Californie réalise sa première lumière

Les ingénieurs qui ont travaillé sur le laser à rayons X le plus puissant au monde pendant plus d’une décennie ont finalement obtenu la première lumière avec l’instrument, ce qui signifie que la science avec la machine nouvellement mise sous tension est presque à nos portes.

Le laser est le Linac (abréviation de accélérateur linéaire) Coherent Light Source-II, ou LCLS-II, et il sera utilisé pour produire des rayons X à haute énergie qui sont utilisés pour observer les machinations les plus petites et les plus subtiles de la matière et ses interactions. Gizmodo a fait un répartition complète de LCLS l’année dernière et tu peux vérifier photos de l’intérieur de la structure de l’accélérateur ici.

LCLS-II générera un million d’impulsions de rayons X par seconde, une amélioration considérable par rapport au LCLS original 120 impulsions par seconde. Les nouveaux rayons X seront 10 000 fois plus brillants que ceux générés par son prédécesseur et mettra littéralement en lumière des phénomènes qui ne sont pas observables avec la machine d’origine.

« Maintenant qu’il y a beaucoup plus de photons, il y a beaucoup plus de rayons X avec lesquels faire de la science », a déclaré Andrew Burrill, directeur associé du laboratoire de la Direction des accélérateurs. a déclaré à Gizmodo à l’automne 2021. « Si vous collectez des données… cela prend beaucoup de temps à 120 tirs par seconde. Mais à un million de tirs par seconde, cela ne prend pas du tout de temps.

« La lumière du LCLS-II du SLAC éclairera les phénomènes les plus petits et les plus rapides de l’univers et mènera à de grandes découvertes dans des disciplines allant de la santé humaine à la science des matériaux quantiques », a déclaré la secrétaire américaine à l’Énergie, Jennifer M. Granholm, dans un communiqué du SLAC. « Cette mise à niveau vers le laser à rayons X le plus puissant qui existe maintient les États-Unis à l’avant-garde de la science des rayons X, ouvrant une fenêtre sur le fonctionnement de notre monde au niveau atomique. »

L’accélérateur de trois kilomètres de long fait partie du Laboratoire national des accélérateurs du SLAC et se trouve sous Menlo Park, en Californie, où il a produit pendant 14 ans des rayons X que les scientifiques peuvent ensuite utiliser pour tout examiner, des métaux les plus durs aux photosynthèse. Pour le LCLS-II d’un milliard de dollars, les ingénieurs ont dû construire une usine cryogénique et refroidir l’accélérateur linéaire à -456 degrés. Fahrenheit (-271 degréss Celsius).

« Je travaille sur des projets LCLS depuis 17 ans. J’ai travaillé sur le premier, j’ai vu le deuxième du berceau à la tombe et j’ai commencé le troisième », a déclaré Greg Hays, directeur du projet LCLS-II, lors d’un appel vidéo avec Gizmodo. «Cela représente la majeure partie de ma carrière d’adulte. C’est énorme pour moi. Ce que le SLAC et le ministère de l’Énergie proposent ici, c’est un outil qui sera utilisé pour la science pendant deux ou trois décennies.

Eric Fauve, le gérant de la cryoplante, a déclaré à Gizmodo en 2021 cette première lumière était attendue pour l’automne 2022. Mais comme toujours, les délais changent et, en mars, des vents violents ont renversé des arbres sur le campus du SLAC, coupant l’alimentation de l’accélérateur linéaire pendant trois jours. L’accélérateur s’est réchauffé et devait être refroidi à ses températures glaciales. L’événement éolien a finalement coûté cinq mois à l’équipe.

L’obtention de la première lumière signifie que les équipes LCLS-II du SLAC ont démontré les paramètres de rayons X nécessaires pour mener à bien le projet. Aucune science n’a encore été réalisée avec LCLS-II (les premiers utilisateurs de l’accélérateur amélioré arriveront en novembre) et les prochains mois seront consacrés aux dernières vérifications pour s’assurer que l’accélérateur amélioré est prêt pour la science. La mise en service finale du LCLS-II se poursuivra au cours des deux prochaines années.

Mais attachez votre ceinture. Que vous soyez intéressé par des films de molécules ou par l’amélioration de l’efficacité des batteries de téléphones, l’avenir de la science et de la technologieL’aventure se déroule maintenant, sous une colline de Menlo Park.

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