Un acelerador de partículas recientemente actualizado en el Centro de Aceleradores Lineales de Stanford (SLAC) del Departamento de Energía de EE. UU. produjo sus primeras imágenes de rayos X. La fuente de luz coherente Linac (LCLS), LCLS-II, actualizada, puede emitir hasta un millón de pulsos de rayos X por segundo (8.000 veces más que el original) y un haz casi continuo 10.000 veces más brillante que su predecesor. Los investigadores creen que esto permitirá una investigación sin precedentes sobre “fenómenos ultrarrápidos a escala atómica” y arrojará nueva luz sobre la computación cuántica, las comunicaciones, la energía limpia y la medicina.
Una de las claves para una potente actualización de un acelerador es su capacidad de refrigeración. El LCLS original, lanzado en 2009, estaba limitado a una velocidad de 120 pulsos por segundo debido a limitaciones naturales sobre cuántos electrones podían pasar a través de los tubos de cobre del acelerador a la vez a temperatura ambiente. Pero la versión actualizada incluye 37 módulos criogénicos enfriados a menos 456 grados Fahrenheit (más frío que el espacio), lo que permite «calentar electrones a altas energías con una pérdida de energía casi nula». El nuevo acelerador funcionará en paralelo con el de cobre existente.
Los investigadores de SLAC dicen que las nuevas capacidades les permitirán estudiar los detalles de los materiales cuánticos con una resolución sin precedentes, al tiempo que desbloquean nuevas formas de computación cuántica e «identifican eventos químicos impredecibles y fugaces» para avanzar en el desarrollo de tecnologías de energía limpia. También dicen que podría ayudar a los científicos a desarrollar nuevos productos farmacéuticos al estudiar cómo funcionan las moléculas biológicas a una escala sin precedentes. Finalmente, dijeron que sus 8.000 destellos por segundo sin precedentes «abrirían áreas completamente nuevas de investigación científica».
SLAK
Los investigadores de SLAC comenzaron a pensar en actualizar el LCLS original en 2010. Desde entonces, el proyecto ha costado 1.100 millones de dólares e involucró a «miles de científicos, ingenieros y técnicos del DOE, así como numerosos socios institucionales». Esto requirió numerosos «componentes avanzados», incluida una nueva fuente de electrones, dos unidades criogénicas para producir refrigerante y dos nuevos onduladores para generar rayos X a partir del haz. En este proyecto participaron varias instituciones, incluidos cinco laboratorios nacionales estadounidenses (Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley y Laboratorio Nacional Argonne, entre otros) y la Universidad de Cornell.
«Se espera que en las próximas semanas y meses comiencen experimentos en cada una de estas áreas, atrayendo a miles de investigadores de todo el país y de todo el mundo», dijo el director del LCLS, Mike Dunn. “Las herramientas de usuario del DOE, como LCLS, se proporcionan sin costo alguno para los usuarios; las seleccionamos en función de la ciencia más relevante e impactante. LCLS-II revolucionará muchos sectores académicos e industriales. Espero con ansias la avalancha de nuevas ideas; de eso se tratan los laboratorios nacionales”.
