De Linac Coherent Light Source (LCLS), de krachtigste röntgenlaser ter wereld die zich bevindt in het SLAC National Accelerator Laboratory in de VS, ondergaat een grote upgrade, waardoor de röntgenenergie van de machine 3.000 keer zo groot wordt.
Zodra de upgrade is voltooid, kunnen wetenschappers met behulp van de röntgenenergie van de machine processen op atomair niveau onderzoeken en zo antwoorden vinden op veel vragen op het gebied van biologie, materiaalkunde en kwantumfysica.
Rond 2027-2030 zal de röntgenenergie van de laser bij SLAC verdubbeld zijn. Foto: SLAC
LCLS is de eerste machine die hoogenergetische röntgenstraling (harde röntgenstraling) produceert met behulp van een vrije-elektronenlaser, gebouwd met financiering van het Amerikaanse ministerie van Energie (DOE).
De faciliteit werd in 2009 in gebruik genomen. In 2023 zal LCLS worden geüpgraded met een supergeleidende versneller en een magnetische structuur, een zogenaamde undulator, die zowel zachte als harde röntgenbundels kan produceren. De meest recente upgrade, LCLS-II genaamd, zorgt ervoor dat de faciliteit één miljoen röntgenpulsen per seconde kan genereren. Om elektronen tot hoge energieën te brengen met minimaal energieverlies, bevat de supergeleidende versneller in de LCLS-II-upgrade 37 cryogene modules die kunnen worden gekoeld tot -271 graden Celsius.
De volgende upgrade, met de naam LCLS-II HE (hoge energie), werd onlangs goedgekeurd door het Amerikaanse ministerie van Energie (DOE). Hiermee wordt de energie van de elektronenbundel afkomstig van de supergeleidende versneller verdubbeld en daarmee ook de röntgenenergie.
Met de nieuwe HE-upgrade beschikt LCLS over 23 nieuwe cryogene modules, die elk acht supergeleidende radiofrequentieholtes bevatten voor optimale prestaties. Het is de bedoeling dat alle modules uiterlijk in 2026 in de versnellertunnel zijn geïnstalleerd.
Naar verwachting zal LCLS-II-HE rond eind 2027-2030 zijn eerste röntgenstralen produceren. De eerste operatie zal bepalen hoe goed de nieuwe laserstraal presteert. De faciliteit beschikt over twee versnellers en alleen de supergeleidende versneller wordt geüpgraded. Daarom worden de versnellers tijdens de upgrade doorgaans nog steeds gebruikt voor wetenschappelijke experimenten.