最強大X射線雷射器LCLS繼升級後完成首次發射
2020-07-20 cnBeta據外媒報導，科學家們近期升級了世界上最強大的X射線雷射器並獲得了第一批光。線性加速器相干光源(LCLS)通過強烈的X射線爆炸來拍攝單個原子和分子，現在它的第二階段操作已經開始。LCLS被稱為硬X射線自由電子雷射器(XFEL)，這是一種跨越數公裡的儀器，而這可以比以往的任何一臺儀器都要能更詳細地將最小的物體成像。
為了做到這一點，該機器加速了電子束並引導它們通過一個波動器。在此過程中，它們會釋放出X射線，它們可以被放大並用於各種實驗。
這些爆炸只能持續飛秒--十億分之一秒--所以它們可以捕捉在難以置信的快時間尺度上發生的事件。
自2009年第一次點火之後，LCLS已經被用於將病毒成像、複製恆星中心的條件、觸發分子級聯觸發事件、將水煮至怪異的新等離子狀態、
創造可能會落在像天王星和海王星等行星的「鑽石雨」等等。
現在是時候升級了。第二階段(LCLS-II)將能讓X射線的功率加倍並產生更多的脈衝。最初階段每秒可處理120個X射線脈衝，但ICLS-II卻將把這個數字提高到每秒100萬個脈衝。
想要實現這個目標需要一個全新的波動器。原來的磁鐵被移除，被兩個由數千個磁鐵組成的新系統取代。這將能使電子束扭曲出幾噸的力，而與此同時不會讓周圍的結構移動超過百分之一根頭髮的寬度。
通過使用這些新的波動系統，科學家們將能比以前更精確地微調磁鐵之間的空間，這將允許他們調整產生的X射線的波長。
新系統現在已初見成效。7月17日，該團隊從現有的加速器中發射了一束射線到新的波動器中，其成功地產生了X射線，並且通過對系統進行微調還達到了全X射線雷射的性能。
然而這只是LCLS-II的第一步，其餘的升級將在未來兩年內完成。隨著新的波動器，一個全新的加速器也正在建造中。這將使用低溫超導技術使電子以幾乎光速運動。
在接下來的幾個星期裡，工作人員將在一系列光學器件上進行測試，這些光學器件將根據需要進行的具體實驗來調整X射線。此後，在接下來的6個月裡，它將進行80多個這樣的實驗。其研究的首個目標將會是SARS-CoV-2病毒。
相關焦點
-
最強大X射線雷射器LCLS繼升級後完成首次發射
據外媒報導， 科學家們近期升級了世界上最強大的X射線雷射器並獲得了第一批光。 線性加速器相干光源(LCLS)通過強烈的X射線爆炸來拍攝單個原子和分子，現在它的第二階段操作已經開始。LCLS被稱為硬X射線自由電子雷射器(XFEL)，這是一種跨越數公裡的儀器，而這可以比以往的任何一臺儀器都要能更詳細地將最小的物體成像。為了做到這一點，該機器加速了電子束並引導它們通過一個波動器。在此過程中，它們會釋放出X射線，它們可以被放大並用於各種實驗。這些爆炸只能持續飛秒 十億分之一秒，所以它們可以捕捉在難以置信的快時間尺度上發生的事件。 -
美國最具野心的雷射器:世界最強X射線雷射器
4、第一項實驗成果：「空心原子」 位於美國斯坦福直線加速器中心（SLAC）國家加速器實驗室內、迄今世界最強大的X射線雷射器——直線加速器相干光源（LCLS）於2010年6月30日發表了它自啟動以來的第一項實驗成果：其強大而獨特的能力，達到了可操縱原子樣本上單個電子的水平，從內到外逐個將電子剝離，形成了所謂的 -
最強X射線雷射器升級:每秒1百萬次射線脈衝 亮度是原先1萬倍
新浪科技訊 北京時間4月7日消息，據國外媒體報導，世界上最強大的X射線雷射器將進行一次價值10億美元（約合64億人民幣）的升級。「LCLS-II將使X射線科學向前邁進一大步，為我們敞開一系列超快、超小物質相關研究的大門，」 LCLS的主管邁克·杜恩（Mike Dunne）說道，「這將大大增強我們研發未來新科技的能力，如新奇的電子產品、救命的藥品和富有創新精神的能源解決方案等。」此次升級將到2020年才能最終完成，LCLS將於2018年關停一年時間。 -
世界上最大的X射線雷射器首次發出雷射脈衝
據外媒報導，當地時間周四，世界上最大的X射線雷射器在德國漢堡首次發出雷射脈衝長度為3.4公裡（2.1英裡）的歐洲X射線自由電子雷射(XFEL）將在今年9月正式投入使用。當正常運行時，XFEL每秒可發射多達27000個脈衝 - 相對於以前每秒最大120個脈衝而言，這是相當大的改進。自由電子雷射器以同步加速器的原理工作，通過將電子加速到相對速度而產生高強度電磁輻射，然後引導它們通過特殊的磁性結構。 -
世界最大X射線雷射器首次發出雷射脈衝每秒27000個
【PConline資訊】在科幻電影中可以看到各種各樣的雷射器，現在雷射器成為現實，而且世界最大X射線雷射器在最近實現首次發出雷射脈衝，據外媒報導，歐洲X射線自由電子雷射(XFEL）作為世界上最大的X射線雷射器近日在德國漢堡首次發出雷射脈衝並將於今年9月正式投入使用。。。 -
全球同步加速器終極大決戰:開發X射線雷射器
——每天，在世界各地的數十個同步加速器中，電子被束縛在儲存環周圍，以促使其發射X射線，用於材料成像、識別化學反應產品和確定晶體結構等。 但是，光子科學家不想僅停留在老式的儲存環階段。10多年來，他們一直夢想「終極的」儲存環—使用專門的磁鐵來產生X射線。 -
全球首款基於固體的X射線雷射器研製成功
——研究人員首次基於固體研製出了X射線雷射器。其方法是基於德國電子同步加速器研究所（DESY）的脈衝自由電子雷射器開闢的材料研究全新途徑，相關報導由德國亥姆霍茲柏林中心（HZB）Alexander Föhlisch教授發表在「自然」雜誌上。 -
歐洲強大x射線望遠鏡:XMM-牛頓太空望遠鏡
「史上最強大的x射線望遠鏡」。近二十年來x射線多鏡任務(XMM)牛頓望遠鏡一直在探測熱的x射線宇宙，尋找丟失的物質，監測黑洞和它們的「飲食"習慣，檢查星系的明亮中心，甚至觀察太陽系中的行星,讓我們來看看歐空局的「歐洲x射線天文學旗艦」。XMM-Newton（XMM-牛頓）攜帶了三架先進的x射線望遠鏡。每一個都包含58塊高精度嵌套鏡，XMM的x光採集面積幾乎和網球場一樣大，儘管每個都只有30釐米寬。 -
祝賀:錢德拉X射線太空望遠鏡發射成功20周年,與哈勃望遠鏡齊名
本文參加百家號科學#了不起的天文航天#系列徵文1999年7月23日，搭載錢德拉X射線太空望遠鏡的哥倫比亞號太空梭從甘迺迪航天中心發射升空。在過去的20年裡，錢德拉X射線太空望遠鏡強大而獨特的x射線眼睛，為我們對宇宙的理解帶來了一場革命。 -
中子星爆炸碰撞仍在發射x射線，這讓天文學家們感到困惑
在碰撞後九天，美國宇航局的錢德拉天文臺收到了x射線信號，但是很快就消失了。但是在最近，研究人員研究了這次名為GW170817的中子-恆星-中子-恆星碰撞，發現1000天後x射線信號仍然可以探測到。美國國家航空航天局戈達德太空飛行中心的天體物理學家、這項研究的主要作者Eleonora Troja在一份新聞稿中說:「我們真的不知道從這一點可以從中間去期待什麼，因為我們所有的模型都沒有預測到x射線 -
研究人員首次使用X射線雷射觀察到極子的形成
美國能源部SLAC國家加速器實驗室和史丹福大學的研究人員首次使用X射線雷射觀察並直接測量極子的形成。 極子是材料中原子晶格的扭曲，在幾... 美國能源部SLAC國家加速器實驗室和史丹福大學的研究人員首次使用X射線雷射觀察並直接測量極子的形成。 -
科學（普）有道：X射線天文學
測量首次發現了蟹狀星雲超新星遺蹟(1964年)。從那時起，人們進行了許多這樣的飛行，研究宇宙中一系列發射x射線的物體和事件。用於x射線天文學的探測器被配置成通過計算x射線光子的數量來測量x射線發射的能量。這給了天文學家一個關於物體或事件釋放的能量的概念。自從第一個被稱為愛因斯坦天文臺的自由軌道x射線天文臺被發射到太空以來，已經有至少40個x射線天文臺被發射到太空。 -
百武彗星,人類首次探測到彗星發射X射線
百武彗星1996年3月25日最接近地球時，距離地球約135萬公裡，1996年5月1日過近日點。1996年3月25日，哈勃望遠鏡拍攝到百武彗星彗核物質的分裂，3月26日至28日，美國和德國的天文學家使用倫琴X射線天文衛星（ROSAT）發現百武彗星的X射線輻射，這是人類首次探測到彗星發射 -
X射線自由電子雷射器可引發核聚變
但是，利用X射線的最新自由電子雷射器提供的能量和電磁場，可以在較低能量下引發核聚變，德國德勒斯登—羅森多夫亥姆霍茲中心（HZDR）科學家在《物理評論》雜誌上證明了這一點。多年來，科學家一直在研究通過核聚變來發電，一方面這是一種幾乎取之不盡的能源，另一方面要想掌握核聚變，還有許多技術障礙。 -
科學（普）有道：X射線
x輻射波長為0.01至10納米，或頻率為3×1016 Hz至3×1019 Hz。這使得x射線的波長介於紫外線和伽馬射線之間。x射線和伽瑪射線的區別可以根據波長或輻射源來區分。有時x射線被認為是由電子發出的輻射，而伽馬輻射是由原子核發出的。德國科學家威廉·倫琴是第一個研究x射線的人(1895年)，儘管他不是第一個觀察x射線的人。 -
從伽馬射線到x射線:新方法可精確定位不被注意到的脈衝星發射
脈衝星是一種密度極高、極具磁性的大質量恆星的遺蹟，是宇宙中最極端的天體之一。博科園-科學科普：理解粒子在如此強的磁場中如何運動是理解物質和磁場如何更普遍地相互作用的基礎。脈衝星最初是通過無線電發射被探測到，現在已知它也會發射其他類型的輻射，儘管通常數量較小。其中一些輻射是標準熱輻射——溫度高於絕對零度的物體都會發出這種輻射。 -
利用循環的X射線，實現產生高質量的雷射脈衝
自1960年西奧多·邁曼創造出世界上第一臺紅外雷射器以來，物理學家們一直夢想產生能夠探測超短和超快尺度微小原子和分子的X射線雷射脈衝。這一夢想終於在2009年實現，當時世界上第一臺硬X射線自由電子雷射器(XFEL)，在美國能源部SLAC國家加速器實驗室的直線加速器相干光源(LCLS)產生了第一束這樣的光，LCLS和其他XFEL在其正常工作模式下的一個限制。 -
天文| 百武彗星,人類首次探測到彗星發射X射線
百武彗星1996年3月25日最接近地球時，距離地球約135萬公裡，1996年5月1日過近日點。1996年3月25日，哈勃望遠鏡拍攝到百武彗星彗核物質的分裂，3月26日至28日，美國和德國的天文學家使用倫琴X射線天文衛星（ROSAT）發現百武彗星的X射線輻射，這是人類首次探測到彗星發射X射線。 -
密西根大學獲得1600萬美元資助,建造美國最強雷射器
，該設備峰值功率將是美國目前拍瓦雷射器的3倍。科學家John Nees (左)和Anatoly Maksimchuk正在展示HERCULES雷射器，它將被升級為3 PW的ZEUS雷射器。資料來源: Joseph Xu，密西根大學工程學院 密西根大學已獲得美國國家自然科學基金會(NSF)1600萬美元的資助，將建造美國峰值功率最高的雷射器。 -
首次:X射線自由電子雷射設備獲得分子分裂的光電子衍射成像
江蘇雷射聯盟導讀：發展X射線自由電子雷射器的主要目的就是為了實現在原子層面可以獲得單個分子隨時間變化的圖像。來自法蘭克福大學（又稱歌德大學）的研究人員的研究表明，X射線光電子衍射——一種X射線吸收照射分子結構的時候發射出的光電子發射，可以在X射線誘導O2分子裂變時利用影像來增加（原子）核間（的）距離。通過測量兩個光子序貫K殼層在裂變時離子的離子化時光電子發射的分子框架模式，依據測量的動能釋放來對數據進行排序，研究人員可以解決在一個X射線脈衝時大約1.2 a.u的分子鍵合能的延伸率。