سيخضع مصدر الضوء المتماسك الخطي (LCLS)، وهو أقوى ليزر أشعة سينية في العالم والذي يقع في مختبر SLAC الوطني للمسرعات في الولايات المتحدة، إلى ترقية كبرى من شأنها أن تزيد طاقة الأشعة السينية للجهاز بمقدار 3000 ضعف.
وبمجرد اكتمال عملية الترقية، ستسمح طاقة الأشعة السينية للجهاز للعلماء باستكشاف العمليات على المستوى الذري للإجابة على العديد من الأسئلة في مجالات علم الأحياء، وعلوم المواد، والفيزياء الكمومية.
بحلول عام 2027-2030 تقريبًا، سوف يضاعف الليزر في SLAC طاقة الأشعة السينية الخاصة به. الصورة: SLAC
LCLS هو أول جهاز ينتج أشعة سينية عالية الطاقة (أشعة سينية صلبة) باستخدام ليزر الإلكترون الحر، وتم بناؤه بتمويل من وزارة الطاقة الأمريكية (DOE).
بدأ المرفق عملياته في عام 2009. وفي عام 2023، سيتم ترقية LCLS ليشمل مسرعًا فائق التوصيل وهيكلًا مغناطيسيًا يسمى المموج الذي يمكنه إنتاج حزم الأشعة السينية الناعمة والصلبة. يتيح التحديث الأحدث، المسمى LCLS-II، للمنشأة توليد مليون نبضة من الأشعة السينية في الثانية. لتعزيز الإلكترونات إلى طاقات عالية مع الحد الأدنى من فقدان الطاقة، يتضمن مسرع الموصلات الفائقة في ترقية LCLS-II 37 وحدة تبريد يمكن تبريدها إلى -271 درجة مئوية.
تمت الموافقة مؤخرًا من قبل وزارة الطاقة الأمريكية على الترقية التالية، والتي تسمى LCLS-II HE (طاقة عالية)، لمضاعفة طاقة شعاع الإلكترون القادم من مسرع الموصل الفائق، وبالتالي مضاعفة طاقة الأشعة السينية.
مع ترقية HE الجديدة، سوف يتميز LCLS بـ 23 وحدة تبريد فائقة جديدة، تحتوي كل منها على ثمانية تجاويف تردد راديوي فائقة التوصيل لتوفير الأداء الأمثل. ومن المقرر أن يتم تركيب كافة الوحدات في نفق التسريع بحلول عام 2026.
من المتوقع أن ينتج LCLS-II-HE أول أشعة سينية له في أواخر عام 2027 - 2030. وستحدد العملية الأولى مدى أداء شعاع الليزر الجديد. يحتوي المرفق على مسرعين، ويتم ترقية المسرع الفائق الموصل فقط، لذلك تستمر المسرعات عادة في خدمة التجارب العلمية أثناء الترقية.