Newswise — После года установки и ввода в эксплуатацию новое кольцо хранения электронов, лежащее в основе усовершенствованного источника фотонов, работающее на основе первой в мире технологии инжекции, готово к работе.

Новая эра науки в Усовершенствованном источнике фотонов (APS) готова начаться. 17 июня 2024 года объект Аргоннской национальной лаборатории Министерства энергетики США (DOE) передал первые рентгеновские лучи на научный канал в рамках комплексной и комплексной модернизации.

APS, пользовательский центр Управления науки Министерства энергетики США, уже почти 30 лет является ведущим центром рентгеновской науки. Ученые со всего мира используют его сверхяркие рентгеновские лучи, чтобы узнать больше о нашей Вселенной и заложить основу для более долговечных батарей, более эффективных солнечных элементов и более прочных материалов для дорог и мостов, и это лишь некоторые из них. В прошлом году работа на объекте была приостановлена, а оригинальное накопительное кольцо, генерирующее рентгеновские лучи, было снято и установлено совершенно новое кольцо.

«Благодаря более мощным рентгеновским лучам и значительно усовершенствованным каналам мы укрепим лидерство США в области фотонных наук». — Пол Кернс, директор лаборатории в Аргонне

После более чем месяца ввода в эксплуатацию нового накопительного кольца команда APS начала процесс ввода в эксплуатацию каждой из 71 экспериментальной станции, называемой лучевыми линиями, вокруг кольца. Первым научным каналом, получившим рентгеновские лучи, был 27-ID, где базировалась программа резонансного неупругого рассеяния рентгеновских лучей в APS. Ученые смогут использовать 27-ID для изучения сложных материалов, которые могут быть использованы для питания устройств будущего.

«Подобно тому, как оригинальный APS произвел революцию в науке о жестком синхротронном рентгеновском излучении в Соединенных Штатах и ​​во всем мире, модернизированный APS обещает сделать то же самое в течение следующих нескольких десятилетий», — сказал Лоран Шапон, заместитель директора лаборатории фотонных наук в Аргонне и директор из АПС. «Нашей замечательной команде потребовалось более десяти лет работы, чтобы добраться до этого момента, и мы с нетерпением ждем выдающихся научных открытий, которые будут сделаны на этом обновленном объекте».

Новое накопительное кольцо также станет пионером в использовании инжекции с заменой нескольких сгустков — метода периодического пополнения электронов в пучке по мере его циркуляции. APS — первый в мире современный источник синхротронного рентгеновского излучения, использующий его. Команда ускорителей из Аргонны недавно успешно применила эту технологию на новой машине.

Рентгеновские лучи, генерируемые модернизированным APS, будут в 500 раз ярче, чем у исходного учреждения, и в сотни миллиардов раз ярче, чем рентгеновские лучи в кабинете вашего стоматолога. Используя эти лучи, ученые смогут заглянуть внутрь толстых материалов, чтобы увидеть, из чего они состоят и как они ведут себя, с пространственным и временным разрешением, ранее невозможным для рентгеновских лучей.

«Модернизированное хранилище APS работает именно так, как мы надеялись», — сказал Джим Керби, директор проекта модернизации APS. «То, что мы видим сейчас, — это результат того, что сотни людей на протяжении многих лет последовательно выполняют отличную и безопасную работу. Я просто не могу сказать достаточно о команде Upgrade, которая спроектировала, построила и установила эту новую машину с невероятной точностью во всех аспектах. Это потрясающее достижение, и относительно быстрый ввод новой машины в эксплуатацию является свидетельством мастерства каждого, кто приложил усилия. Достижение первого света с помощью этой новой машины – это момент гордости для всех здесь, в Аргонне».

В течение следующего года все каналы APS вернутся в эксплуатацию, а ученые со всего мира начнут проводить исследования модернизированного APS позднее в 2024 году.

«Я очень рад видеть, что международное научное сообщество будет делать с возросшими возможностями модернизированного APS», — сказал Пол Кернс, директор лаборатории в Аргонне. «Благодаря более мощным рентгеновским лучам и значительно усовершенствованным каналам мы укрепим лидерство США в фотонных науках. А объединив передовые технологии с нашим новым суперкомпьютером «Аврора», мы дадим возможность ученым делать важные открытия с беспрецедентной скоростью».

О усовершенствованном источнике фотонов

Усовершенствованный источник фотонов (APS) Управления науки Министерства энергетики США в Аргоннской национальной лаборатории является одним из самых производительных в мире источников рентгеновского излучения. APS обеспечивает рентгеновскими лучами высокой яркости разнообразное сообщество исследователей в области материаловедения, химии, физики конденсированного состояния, наук о жизни и окружающей среде, а также прикладных исследований. Эти рентгеновские лучи идеально подходят для исследования материалов и биологических структур; распределение элементов; химические, магнитные, электронные состояния; и широкий спектр технологически важных инженерных систем, от аккумуляторов до топливных форсунок, которые являются основой экономического, технологического и физического благополучия нашей страны. Ежегодно более 5000 исследователей используют APS для создания более 2000 публикаций с подробным описанием важных открытий и решения более важных биологических белковых структур, чем пользователи любого другого исследовательского центра рентгеновского излучения. Ученые и инженеры APS разрабатывают инновационные технологии, лежащие в основе развития ускорителей и источников света. Сюда входят вводные устройства, которые производят рентгеновские лучи чрезвычайной яркости, ценимые исследователями, линзы, фокусирующие рентгеновские лучи до нескольких нанометров, приборы, которые максимально увеличивают взаимодействие рентгеновских лучей с исследуемыми образцами, а также программное обеспечение, которое собирает и управляет огромным количеством данных, полученных в результате исследований в APS.

В этом исследовании использовались ресурсы Advanced Photon Source, пользовательского объекта Управления науки Министерства энергетики США, управляемого для Управления науки Министерства энергетики Аргоннской национальной лабораторией по контракту № DE-AC02-06CH11357.

Аргоннская национальная лаборатория ищет решения актуальных национальных проблем в области науки и техники, проводя передовые фундаментальные и прикладные исследования практически во всех научных дисциплинах. Аргонн управляется компанией UChicago Argonne, LLC Управления науки Министерства энергетики США.

Управление науки Министерства энергетики США является крупнейшим сторонником фундаментальных исследований в области физических наук в Соединенных Штатах и ​​работает над решением некоторых из наиболее насущных проблем нашего времени. Для получения дополнительной информации посетите https://​ener​gy​.gov/​s​c​ience.