Die Linac Coherent Light Source (LCLS), der weltweit leistungsstärkste Röntgenlaser im SLAC National Accelerator Laboratory in den USA, wird einer umfassenden Modernisierung unterzogen, bei der die Röntgenenergie der Maschine um das 3.000-fache erhöht wird.
Sobald die Modernisierung abgeschlossen ist, wird die Röntgenenergie der Maschine es Wissenschaftlern ermöglichen, Prozesse auf atomarer Ebene zu erforschen und so viele Fragen in den Bereichen Biologie, Materialwissenschaften und Quantenphysik zu beantworten.
LCLS ist die erste Maschine, die mit Hilfe eines Freie-Elektronen-Lasers hochenergetische Röntgenstrahlen (harte Röntgenstrahlen) erzeugt. Der Bau wurde mit Mitteln des US-Energieministeriums (DOE) finanziert.
Die Anlage nahm 2009 ihren Betrieb auf. 2023 wurde LCLS um einen supraleitenden Beschleuniger und eine magnetische Struktur, einen sogenannten Pulsar, erweitert, die sowohl weiche als auch harte Röntgenstrahlen erzeugen kann. Die jüngste Erweiterung, LCLS-II, ermöglicht es der Anlage, eine Million Röntgenpulse pro Sekunde zu erzeugen. Um Elektronen mit minimalem Energieverlust auf hohe Energien zu beschleunigen, verfügt der supraleitende Beschleuniger der LCLS-II-Erweiterung über 37 kryogene Module, die auf -271 Grad Celsius gekühlt werden können.
Das nächste Upgrade namens LCLS-II HE (High Energy) wurde kürzlich vom DOE genehmigt, um die Energie des Elektronenstrahls aus dem supraleitenden Beschleuniger zu verdoppeln und damit auch die Röntgenenergie zu verdoppeln.
Mit dem neuen HE-Upgrade wird LCLS über 23 neue kryogene Module verfügen, die jeweils acht supraleitende Hochfrequenzkavitäten für optimale Leistung enthalten. Alle Module sollen bis 2026 im Beschleunigertunnel installiert werden.
LCLS-II-HE wird voraussichtlich Ende 2027–2030 seine ersten Röntgenstrahlen erzeugen. Der erste Durchlauf wird zeigen, wie gut der neue Laser funktioniert. Die Anlage verfügt über zwei Beschleuniger, von denen derzeit nur der supraleitende Beschleuniger modernisiert wird. Daher dient er während der Modernisierung in der Regel weiterhin als wissenschaftliches Experiment.
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