Европейский лазер XFEL начал подавать первые "признаки жизни" - «Наука и технологии»

Основной компонент нового рентгеновского лазера XFEL (X-ray Free-Electron Laser), так называемый инжектор электронов, был впервые включен в работу. Инжектор представляет собой электронную пушку и предварительный ускоритель, длиной 45 метров, который является частью большого ускорителя, длина которого после завершения строительства будет составлять 2 километра. После включения в работу, инжектор произвел первые "пакеты" свободных электронов и успешно разогнал их до скорости, приближающейся к скорости света, и данное достижение является одной из главных вех на пути к завершению строительства будущего самого мощного рентгеновского лазера в мире.

Проект XFEL реализуется силами ученых и инженеров из многих стран. Его установка располагается на севере Германии в университетском городке DESY в Гамбурге. Рентгеновский лазер XFEL, который строится на основе существующего синхротрона DESY (Deutsches Elektronen-Synchrotron), сможет производить сверхяркие и сверхкороткие, длительностью менее 100 фемтосекунд, вспышки рентгеновского света, которые позволят высокоскоростным камерам зафиксировать события и быстрые процессы, происходящие на микро- и наноуровне. Основу лазера XFEL составляет ускоритель электронов, длиной 2 километра, в туннеле которого установлена череда электромагнитов со сверхпроводящими обмотками, работа которых синхронизируется с очень высокой точностью.

Работы по сооружению инжектора электронов ведутся с 2013 года, и недавно электронная пушка этого устройства выработала "плотные пакеты" электронов, которые подавались в 45-метровую трубу предварительного ускорителя. Пакеты, состоящие из нескольких миллиардов электронов, излучаются электродом из теллурида цезия когда его поверхность освещается интенсивной вспышкой ультрафиолетового света. Эти пакеты предварительно ускоряются при помощи электромагнитных волн радиочастотного диапазона и удерживаются вместе при помощи сильных магнитных полей. А окончательное ускорение пакетов производится в инжекторе при помощи пары сверхпроводящих ускорительных модулей, которые для максимальной эффективности их работы охлаждены до температуры в -271 градус Цельсия.