直线加快器关联光源（LCLS）是好意思国SLAC国度加快器施行室的X射线解放电子激光（XFEL）缔造。当今，新升级的LCLS-II得手地产生了第一束X射线。这一音信令寰宇各地各个领域的科学家齐为之昂然AG棋牌，他们也曾磨拳擦掌，准备启动一系列以前难以达成的科学打算。不错说，LCLS-II开启了X射线究诘的新时期。

一个新的水平

XFEL能产生极亮的、极短的X射线脉冲，使科学家在化学、生物和物资发生变化的当然时期圭表上，以前所未有的细节捕捉分子、原子和电子的四肢。

LCLS是寰宇上第一个硬XFEL，亦然此前最广博的X射线光源的寰宇记载保捏者。它在2009年4月产生了第一束光，发出的X射线脉冲比之前任何一束光齐要亮10亿倍。它在室温下加快电子通过铜结构，每秒产生多达120个X射线脉冲。

而升级后的LCLS-II将X射线科学进步到了一个全新的水平：它每秒不错产生多达上百万个X射线脉冲，是LCLS的8000倍，而且它所产生的是真是衔接的X射线束，平均亮度是LCLS的一万倍。这么的色泽将点亮天地中最小和最快的表象，为从东谈主类健康到量子材料科学等繁密领域带来要紧发现。

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先进的时期

这一飞跃性升级是行家各地的数千名科学家不懈戮力的着力，它背后的中枢时期在于其更动性的超导加快器。

超导加快器由37个低温模块构成，它们被冷却到接近十足零度的温度，八成在真是零能量赔本的情况下进步电子的能量。超导加快器与已有的铜加快器并诈欺命，使究诘东谈主员八成在更大的能量范围内进行不雅测，捕捉快速经过的详备快照，探伤其他光源无法企及的样品，并在更短的时期内汇注更大量据，大大增多了不错进行的施行数目。

LCLS配备了两个氦冷冻装配，其中一个是有意为LCLS-II建造的低温装配，将氦从室温冷冻到接近十足零度的温度，为加快器提供冷却剂。（图/Greg Stewart/SLAC National Accelerator Laboratory）

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除了新的加快器，LCLS-II还具有很多其他的顶端组件，包括一个新的电子源，两个广博的能为低温模块中的铌结构坐褥制冷剂的低温装配，两个新的能从电子束中产生X射线的波荡器。与此同期，LCLS-II也受益于激光时期的要紧飞跃，超快的数据搞定，以及先进的传感器和探伤器的发展。

其中，“软”和“硬”X射线波荡器永诀八成产生顽劣量和高能量的X射线，这种多功能特色能使究诘东谈主员八成更精准地联想施行，更真切地探索材料和生物系统的结构和四肢，为繁密领域的科学发现提供很多新的契机。

鼓励重大性科学

究诘东谈主员对LCLS-II奉求厚望，因为它不错支吾往日无法攻克的挑战。举例，科学家但愿八成在量子材料的当然时期圭表上究诘它们之间的互相作用，这是清醒它们不寻常的、反直观特色的要津。

通过在阿秒时期圭表（电子默契的时期圭表）上捕捉化学响应的原子圭表快照，LCLS-II还将为化学和生物响应提供前所未有的办法，从而在可再无邪力、化肥坐褥和温室气体减排等行业中带来更高效和有用的经过。

与此同期，LCLS-II产生的X射线脉冲，还将使科学家能及时追踪复杂系统中的能量流，为超高速狡计、可捏续制造和通讯等领域的发展，提供前所未有的详备信息。

在物理、化学和工程的交叉领域，材料科学也将从LCLS-II的新功能中受益。增强的X射线激光器用有在原子和分子圭表上不雅察材料里面结构和性能的后劲，这或将导致具有独到性能的新材料联想的重大，并影响到从电子到动力存储到航空航天工程等一系列行业。

生命经过发生的范畴和速率频频难以进行详备的究诘。而LCLS-II不错创造“分子电影”，进而形容这些表象，在最基本的层面上绝对更正咱们对生命的清醒。从卵白质的复杂折叠到光协作用的机制，LCLS-II将以前所未有的细节揭示生物系统。

科学家通过“分子电影”不错了解当然在最小的圭表上是怎样运作的。（图/Greg Stewart/SLAC National Accelerator Laboratory）

这些领域的施行齐将在异日几周和几个月内运行，这将引诱来自全寰宇各地的数千名究诘东谈主员。LCLS会字据最要紧和最有影响力的科学进行排序和选拔，将才能免费提供给科学家使用。LCLS-II例必将在很多学术和工业领域鼓励一场更动。

#创作团队：

编译：小雨

排版：雯雯

#参考起首：

https://www6.slac.stanford.edu/news/2023-09-18-slac-fires-worlds-most-powerful-x-ray-laser-lcls-ii-ushers-new-era-science

#图片起首：

封面图&首图：Greg Stewart/SLAC National Accelerator Laboratory