Европейский рентгеновский лазер на свободных электронах

Европейский рентгеновский лазер на свободных электронах (European XFEL) — международный проект по строительству самого крупного в мире лазера на свободных электронах при участии 12 стран (основные — Германия и Россия), будет расположен в Германии между землями Гамбург и Шлезвиг-Гольштейн.

Туннель длиной 3,4 км, в котором будут расположены сверхпроводящий линейный ускоритель и каналы вывода рентгеновского излучения, будет расположен на глубине от 6 до 38 метров под землёй, и протянется от лаборатории DESY в Гамбурге до Шенефельда, где будут находиться административные здания, экспериментальные станции и лаборатории. Первые конструкционные работы начались летом 2009 года, а закончить проект собираются к 2015 году.

Конструкция

Лазер генерирует синхротронное излучение высокой интенсивности, излучённое электронами, ускоренными до релятивистских скоростей. XFEL построен так, чтобы электроны синхронизированно вызывали рентгеновское излучение, что обеспечивает ренгтеновские импульсы со свойствами лазерного излучения и интенсивностью, значительно превосходящей получаемую в традиционных источниках синхротронного излучения так называемого третьего поколения.

Электроны будут ускоряться до максимальной энергии 17,5 ГэВ сверхпроводящим линейным ускорителем. Затем электроны попадут в магнитные поля ондуляторов, где они будут двигаться по искривленным (синусоидальным) траекториям, излучая в рентгеновском диапазоне.

Рентгеновское излучение будет генерироваться самоусиливающейся спонтанной эмиссией, когда электроны взаимодействуют с излучением, создаваемым соседними электронами. Спонтанная эмиссия волновых пакетов позволит получать до 30 тысяч импульсов в секунду, а яркость излучения будет на порядки превосходить существующие аналоги.

Исследования

Продолжительность импульсов не будет превышать 100 фемтосекунд, что позволит исследовать химические реакции, которые слишком быстры, чтобы изучать их иными методами. Длина волны рентгеновского лазерного излучения будет меняться от 0,05 до 6 нм, позволяя измерения на атомном масштабе длины.

Сначала предполагается создать 3 канала вывода фотонных пучков с 6 экспериментальными станциями, в дальнейшем планируется увеличить эти числа до 5 каналов и 10 станций. Лазер будет использоваться для экспериментов в области физики, химии, наук о материалах, биологии и нанотехнологии.

Ссылки

• Сайт проекта