Linac Tutarlı Işık Kaynağındaki (LCLS) X-X-ışını Pompa Probu cihazı XPP, yeniden çevrimiçi durumda ve tamamen yeniden inşa edildikten sonra araştırmacıları ağırlıyor. Bu revizyon XPP'yi, Enerji Bakanlığı'nın SLAC Ulusal Hızlandırıcı Laboratuvarı'nda LCLS'ye devam eden yüksek-enerji yükseltmesinden beklenen X-ışını çıkışındaki önemli artışa hazırladı. LCLS, dünyanın dört bir yanındaki bilim insanları tarafından doğal süreçlerin ultra hızlı anlık görüntülerini yakalamak için kullanılan öncü bir X-ışını içermeyen{-elektron lazer tesisidir.
LCLS yüksek-enerji yükseltmesi proje direktörü John Hogan, "XPP'nin yeniden-yeniden oluşturulmasını-zamanında ve-bütçeye uygun bir şekilde tamamlamak, yüksek-enerjili yükseltme çabası açısından önemli bir kilometre taşıdır ve aracın dünya çapındaki araştırmacıları desteklemeye geri dönmesinden heyecan duyuyoruz" dedi. "Bu, SLAC'ın mühendislik, bilim ve proje ekiplerindeki ortakların dahil olduğu büyük bir ekip çalışmasıydı."
XPP, 2010'daki ilk çıkışından bu yana malzeme biliminde (kuantum bilgi depolamadan zaman ölçeklerinde malzeme dinamiğine kadar- yanı sıra kimya, fizik ve biyobilim alanlarında çığır açan araştırmalara olanak sağladı. Araştırmacılar, geleceğin X-serbest-elektron lazer tesislerini şekillendiren boşluk-tabanlı X-ışını osilatörleri de dahil olmak üzere, X-ışını optik teknolojilerine öncülük etmek için XPP'den yararlandı.
Yakın zamanda-bir yıl süren yeniden yapılanma, XPP'yi, 2025'te başlayan ve tamamlanması yaklaşık iki yıl sürecek olan LCLS'ye yapılacak yüksek-enerji yükseltmesine hazırladı. Yükseltmenin ardından LCLS, saniyede bir milyon darbeye kadar tekrarlama hızlarında yüksek-enerjili X{-ışınları üreterek XPP'nin daha fazla veri toplamasına, daha yüksek uzamsal çözünürlük elde etmesine ve daha geniş bir deney yelpazesini desteklemesine olanak tanıyacak.
XPP cihaz lideri Takahiro Sato, "2010 yılında XPP, dünyada X-serbest-elektron lazerinden gelen sert X-ışınlarını kullanan ilk cihaz oldu" dedi. "Yeni deneysel araçlar ve teknikler geliştirmek ve ultra hızlı bilimi sergilemek için kullandığımız bir araç oldu. Bu yükseltmeyle, onun bu alanda ön sıralarda kalmasını sağlıyoruz."
XPP'yi fotonlardaki, daha yüksek enerjilerdeki ve ilgili ısı yüklerindeki büyük artışa hazırlamak için ekipler cihazın tamamını söktü, eski bileşenleri kaldırdı ve cihazı yeni ve yenilenmiş parçalarla yeniden inşa etti.
Önemli bir ekleme, artan ısı yüklerini karşılamak ve deneyler sırasında sıcaklık dalgalanmalarını en aza indirmek için sıvı nitrojen kullanılarak yaklaşık -260 derece F'ye kadar kriyo-soğutulacak olan Büyük Ofset Çift Kristal Monokromatördür.
Ekip ayrıca, LCLS X-ışınını ikiye bölerek-bir akışı XPP'ye yönlendirirken diğer bir akışı diğer cihazlara aşağı yönde göndererek- birden fazla deneyin aynı anda yürütülebilmesini sağlayan çoğullama sistemini de yükseltti. Yeni çoğullama sistemi eskisinin yerini alır ve daha güvenilir ve kararlıdır.
XPP'nin yeniden inşası baş mühendisi Rebecca Armenta, "Bu-ölçekli yeniden inşa, faal durumdaki bir tesiste gerçekleştirildi ve ekibimizin, bunu gerçekleştirmek için programları dikkatli bir şekilde zamanlamak ve diğer ekiplerle koordinasyon sağlamak için nasıl çalıştığından gurur duyuyorum" dedi.
XPP bu baharda normal operasyonlara geri dönüyor ve yüksek-enerji ışını 2027'nin sonuna doğru devreye girdiğinde büyük bir yetenek artışı görecek.
Ekip, mevcut ışın muhafaza sistemlerinin daha yüksek enerjilerle uyumlu versiyonlarla değiştirilmesi ve optik pompa lazerinin yükseltilmiş LCLS için tasarlanmış yeni bir sistemle yükseltilmesi de dahil olmak üzere, bu yıl planlı kesintiler sırasında belirli yükseltmelere devam edecek.
LCLS yüksek-enerji yükseltmesinin önde gelen cihaz bilimcisi ve LCLS Bilim, Araştırma ve Geliştirme Bölümü bölüm müdür yardımcısı Diling Zhu, "Hala yapılacak işler var, ancak cihazın tekrar kullanıcıların hizmetine sunulduğunu görmek harika" dedi. "Dünyanın dört bir yanından XPP'nin tekrar çevrimiçi olmasını endişeyle bekleyen işbirlikçilerimiz var ve onları tekrar ağırlamaktan heyecan duyuyoruz."
