Daugiau pinigų už laisvųjų elektronų lazerius

BESSY koordinuoja superlaidžių akceleratoriaus įtaisų tyrimus

Bandymų stendas „HoBiCaT“ - BESSY
skaityti garsiai

Europos Komisija finansuoja devynis milijonus eurų pavadinimu „EUROFEL“ išankstiniams laisvųjų elektronų lazerių konstrukcijos tyrimams. Šiuo metu projektas pradedamas dalyvaujant 16 pirmaujančių mokslo institutų iš Vokietijos, Prancūzijos, Didžiosios Britanijos, Italijos ir Švedijos.

Berlyno sinchroninio spinduliuotės elektronų kaupimo žiedų draugija (BESSY) koordinuoja vieną iš šešių paprojekčių, susijusių su superlaidžių akceleratoriaus įtaisų tyrimais. Finansavimo suma siekia 1, 3 milijono eurų. Bendras „EUROFEL“ koordinavimas priklauso DESY Hamburge.

Šiuo metu penkiose Europos šalyse planuojama statyti laisvųjų elektronų lazerius (FEL), siekiant išlaikyti pirmaujančią Europos poziciją mokslinių tyrimų ir plėtros srityje. Šios sudėtingos sistemos skleis ultratrumpus šviesos impulsus ultravioletiniuose ir rentgeno spinduliuose, turinčių panašių į lazerį savybių, ir yra būtinos norint išaiškinti pagrindinius fizikos, chemijos ir biologijos procesus.

Tačiau norint įgyvendinti naujausias ypač efektyvių ir universalių FEL projektavimo koncepcijas, vis dar reikalingi teoriniai ir eksperimentiniai tyrimai, kurių metu reikia optimizuoti ir išbandyti reikiamus komponentus ir suderinti reikiamus procesus. Šie preliminarūs tyrimai yra „EUROFEL“.

Siųsti šviesą įprastu režimu

Apytiksliai supaprastinus, elektroninis pluoštas, esantis FEL, tiesiniu greitintuvu pirmiausia pasiekiamas beveik šviesos greičiu, o po to praeina pro bangą. Unduliatoriai susideda iš dipolinių magnetų sekos, sukuriančios kintamąjį magnetinį lauką, priverčiantį elektronus bangos formos keliu. Jie skleidžia šviesą. Teisingai pasirinkus visus parametrus, elektronai verčiami skleisti ypač didelio intensyvumo šviesą „labai dažnoje bangoje“, ty koherentinėje, labai siauroje bangų juostoje. Kad būtų galima tiksliai valdyti šį procesą, lygiagrečiai elektronams yra apšvitinamas tik kelių femtosekundžių lazerio impulsas (viena femtosekundė yra milijoninė sekundės milijardo dalis). displėjus

Konkrečiai, kiekvienam FEL komponentui - pradedant nuo vieneto, sukuriančio elektronų pluoštą, ir baigiant visų sistemų sinchronizavimu 100 femtosekundžių tikslumu - yra keliami ypatingi reikalavimai. Paprogramė, kuriai vadovauja BESSY, orientuota į superlaidžių ertmių rezonatorių (tokių kaip TESLA ertmės), kuriuose generuojami arba pagreitinami elektronai, optimizavimą. Šios ertmės yra vamzdinės struktūros, pagamintos iš superlaidžio metalo niobio. Kad elektronai galėtų pasiekti šviesos greitį, jie turi praeiti pro daugybę ertmių rezonatorių, sujungtų nuosekliai, į kuriuos per mikrobangų siųstuvus tiekiamas aukšto dažnio kintamasis laukas.

Norint sukurti pagreičiui reikalingus laukus, paprastai reikia daug kilovatų galios. Aušinamas skystu heliu, ertmių temperatūra nusileidžia beveik iki absoliučios nulio, kur jos tampa superlaidžios, o reikalinga galia sumažėja pagal dydį. Pvz., Paprojekte tiriama, kaip galima tiksliai suderinti ertmių rezonatorių laukus, ar kyla klausimų dėl siųstuvų ir ertmių sujungimo.

Būdamas vienas iš septynių Europoje esančių objektų, planuojančių kurti FEL, BESSY tiesiogiai naudingas paties „EUROFEL“ rezultatams. BESSY suprojektuotas laisvųjų elektronų lazeris yra skirtas skleisti beveik nepertraukiamą (dešimtys tūkstančių ultratrumpų impulsų per sekundę) koherentinę UV ir švelnią rentgeno spinduliuotę. Tai papildytų DESY. planuojamas XFEL, kuris veiks kietojo rentgeno spinduliuose ir skleis dešimt impulsų per sekundę. Techninę BESSY-FEL koncepciją šiuo metu vertina Mokslo taryba.

(„idw“ - BESSY, 2005.01.18 - DLO)