Le premier Laser Light au XFEL européen, enregistré par un détecteur de rayons X au bout du tunnel. Crédit :DESY
Le XFEL européen, le plus grand laser à rayons X au monde, a atteint la dernière étape importante avant l'ouverture officielle en septembre. L'installation longue de 3,4 km, dont la plupart sont situés dans des tunnels souterrains, a généré sa première lumière laser à rayons X. La lumière des rayons X a une longueur d'onde de 0,8 nm - environ 500 fois plus courte que celle de la lumière visible. Au premier laser, le laser avait un taux de répétition d'une impulsion par seconde, qui passera plus tard à 27 000 par seconde.
Le directeur général européen de XFEL, le professeur Robert Feidenhans'l, a déclaré :« C'est un moment important vers lequel nos partenaires et nous travaillons depuis de nombreuses années. Le XFEL européen a généré sa première lumière laser à rayons X. L'installation, auxquels de nombreux pays à travers le monde ont apporté leur savoir-faire et leurs composants, a réussi son premier grand test avec brio. Les collègues impliqués à European XFEL, DESY, et nos partenaires internationaux ont accompli un travail remarquable. C'est aussi un grand succès pour la collaboration scientifique en Europe et dans le monde. Nous pouvons maintenant commencer à diriger les flashs de rayons X avec des miroirs spéciaux à travers la dernière section du tunnel dans le hall d'expérimentation, puis, étape par étape, démarrer la mise en service des stations d'expérimentation. J'attends avec impatience le début de l'opération utilisateur internationale, qui est prévu pour septembre."
Helmut Dosch, Président du Directoire du DESY, a déclaré :« Le laser à rayons X européen a vu le jour ! La première lumière laser produite aujourd'hui avec l'accélérateur linéaire le plus avancé et le plus puissant au monde marque le début d'une nouvelle ère de recherche en Europe. installation a été construite en un temps record et dans les limites du budget. C'est un succès incroyable de la science. Je félicite tous ceux qui ont participé à la recherche, développement, et la construction de cette installation avec passion et engagement :les salariés de DESY, XFEL européen, et partenaires internationaux. Ils ont obtenu des résultats remarquables et démontré de manière impressionnante ce qui est possible dans la coopération internationale. Le XFEL européen nous fournira les images les plus détaillées de la structure moléculaire de nouveaux matériaux et médicaments et de nouveaux enregistrements en direct de réactions biochimiques. »
La lumière laser à rayons X du XFEL européen est extrêmement intense et un milliard de fois plus lumineuse que celle des sources lumineuses synchrotron conventionnelles. La longueur d'onde de la lumière laser atteignable correspond à la taille d'un atome, ce qui signifie que les rayons X peuvent être utilisés pour faire des images et des films du nanocosmos à une résolution atomique - comme des biomolécules, à partir desquels une meilleure compréhension des fondements des maladies ou le développement de nouvelles thérapies pourraient être développées. D'autres opportunités incluent la recherche sur les procédés chimiques et les techniques catalytiques, dans le but d'améliorer leur efficacité ou de les rendre plus respectueux de l'environnement; recherche de matériaux; ou l'étude de conditions similaires à l'intérieur des planètes.
Vue dans le tunnel d'accélérateur de 2,1 kilomètres de long du XFEL européen avec les modules d'accélérateur supraconducteurs jaunes suspendus au plafond. Crédit :DESY/D. Nölle
La lumière laser à rayons X du XFEL européen a été générée à partir d'un faisceau d'électrons provenant d'un accélérateur linéaire supraconducteur, l'élément clé du laser à rayons X. Le centre de recherche allemand DESY, le plus gros actionnaire de l'Européen XFEL, mettre l'accélérateur en service fin avril.
Dans un tunnel d'accélérateur de 2,1 km de long, les impulsions d'électrons ont été fortement accélérées et préparées pour la génération ultérieure de lumière laser à rayons X. A la vitesse proche de la lumière et aux très hautes énergies, les impulsions d'électrons intenses sont entrées dans un tunnel photonique contenant un tronçon de 210 m de long de dispositifs générateurs de rayons X. Ici, 17 290 aimants permanents à pôles alternés interagissent avec les impulsions électroniques d'en haut et d'en bas. Les structures magnétiques, appelés onduleurs, amener les électrons dans un parcours de slalom, et à chaque tour, ils libèrent des rayons X de très courte longueur d'onde, qui s'intensifient sur toute la longueur de l'étirement de l'onduleur. Pour le premier laser, la lumière des rayons X a été absorbée et mesurée peu de temps avant d'arriver dans la salle d'expérimentation souterraine.
Le XFEL européen de 3,4 km de long est le plus grand et le plus puissant des cinq lasers à rayons X dans le monde, avec la capacité de générer des impulsions courtes de rayons X durs. Avec plus de 27 000 flashs lumineux par seconde au lieu du maximum précédent de 120 par seconde, une luminosité extrêmement élevée, et le fonctionnement en parallèle de plusieurs stations expérimentales, il sera possible pour les scientifiques d'étudier des échantillons plus limités et de réaliser leurs expériences plus rapidement. Par conséquent, l'installation augmentera la quantité de temps de faisceau disponible, comme la capacité d'autres lasers à rayons X dans le monde a été éclipsée par la demande, et les installations ont été globalement surbookées.
Début septembre, le laser à rayons X devrait officiellement ouvrir. À ce moment, les utilisateurs externes peuvent effectuer des expériences sur les deux premiers des six instruments scientifiques éventuels.
