La deuxième phase d'un projet de mise à niveau majeur est maintenant en ligne à la source de lumière cohérente Linac (LCLS), le laser pionnier à électrons libres à rayons X du SLAC National Accelerator Laboratory du ministère de l'Énergie. Le 12 septembre, les scientifiques ont introduit un faisceau d'électrons à travers un nouvel onduleur pour produire des rayons X « doux ». Cela fait suite à la première lumière de l'installation modernisée en juillet, produit avec un autre onduleur qui génère des rayons X "durs".

Onduleurs, intégré aux lasers à électrons libres à rayons X comme LCLS, utiliser une série d'aimants finement réglés pour convertir l'énergie des électrons en d'intenses rafales de rayons X. Rayons X durs, qui sont plus énergiques, permettre aux chercheurs d'imager des matériaux et des systèmes biologiques au niveau atomique. Les rayons X mous peuvent capturer comment l'énergie circule entre les atomes et les molécules, suivre la chimie en action et offrir un aperçu des nouvelles technologies énergétiques.

Le nouvel onduleur à rayons X doux, le deuxième élément majeur du projet de mise à niveau du LCLS-II à se mettre en place, a été conçu et construit par le Lawrence Berkeley National Laboratory du DOE et installé au SLAC au cours des 18 derniers mois. Bien que LCLS ne soit pas la première installation à abriter plus d'un onduleur, il sera le seul capable de projeter simultanément les deux faisceaux sur le même échantillon, étendre la portée scientifique du laser à rayons X.

L'onduleur à rayons X mou produira des impulsions de rayons X qui durent moins d'un millionième de milliardième de seconde, permettant aux scientifiques d'étudier les systèmes quantiques et chimiques plus directement que jamais auparavant. Ces impulsions ultracourtes seront bientôt mises en œuvre dans le nouvel atomique à résolution temporelle, Instrument de science moléculaire et optique (TMO), le premier de l'ère LCLS-II. Là, il permettra aux scientifiques d'étudier, au niveau quantique, des phénomènes fondamentaux au cœur de processus complexes tels que la photosynthèse, l'informatique quantique, et la formation et la rupture des liens qui régissent toutes les réactions chimiques.

Lorsque LCLS-II sera achevé au cours des deux prochaines années, il augmentera la puissance moyenne du laser à rayons X par des milliers de fois, produisant jusqu'à un million d'impulsions par seconde contre 120 par seconde aujourd'hui. La dernière étape est en cours d'installation :un tout nouvel accélérateur qui utilise la technologie de la supraconductivité cryogénique pour atteindre ces taux de répétition jamais atteints auparavant.