© Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences Розробники синхротрону HEPS обіцяють найяскравіші рентгенівські промені у світі.
У Пекіні готують до запуску “Джерело високоенергетичних фотонів” (High Energy Photon Source – HEPS) вартістю 665 мільйонів доларів США – він стане першим у Азії джерелом синхротронного випромінювання четвертого покоління, що поставить Китай серед небагатьох країн світу, які мають таку технологію, пише Nature.
У круглій будівлі HEPS, розташованій у пекінському районі Хуайжоу, дослідники налаштовують тисячі компонентів, які допоможуть створити джерело світла, здатне проникати глибоко в предмети та розкривати їхню молекулярну та атомну структуру в режимі реального часу. До кінця червня команда HEPS планує завершити встановлення системи вакуумних камер – важливого компонента для підтримки яскравості та стабільності світла.
Усередині свого накопичувального кільця, коло якого складає 1.36 кілометра, HEPS прискорюватиме електрони до енергії 6 гігаелектронвольт. Це дозволить виробляти високоенергетичні або «жорсткі» рентгенівські промені, які зможуть досліджувати зразки у нанометрових масштабах. Його часова роздільна здатність буде в 10,000 разів кращою, ніж у синхротронів третього покоління, таких як Шанхайський центр синхротронного випромінювання з колом 432 метри – наразі це найсучасніший діючий синхротрон у Китаї.
HEPS відкриється для дослідників у 2025 році. Експерименти проводитимуться у таких галузях як біомедицина, енергетика, сучасні матеріали та фізика конденсованого стану. Очікується, що надалі HEPS вміщуватиме до 90 променів.
Наприклад, щоб визначити атомну структуру білків, дослідникам необхідно очистити та перетворити ці молекули на впорядковані кристалічні структури, які можна візуалізувати за допомогою рентгенівських променів. Старі синхротрони вимагають великих зразків, які важко виробляти, що робить практично неможливим вивчення дрібніших кристалів білка. Очікується, що жорстке рентгенівське випромінювання HEPS буде достатньо потужним, щоб детально проаналізувати найменші зразки. Новий синхротрон також дозволить дослідникам значно прискорити проведення експериментів.
Наразі у світі налічується близько 70 синхротронів, які або працюють, або будуються. Але лише деякі з них входять до клубу четвертого покоління, що випромінює найбільш яскраве і сфокусоване світло. До них відносяться Лабораторія MAX IV (Швеція), Сіріус у Кампінасі (Бразилія), Надзвичайно блискуче джерело Європейської установки синхротронного випромінювання у Греноблі (Франція) та Удосконалене джерело фотонів у Лемонті (США).
Розробники нового пекінського синхротрона кажуть, що електронний промінь HEPS буде найвужчим у світі, що дозволить створювати особливо інтенсивне рентгенівське випромінювання. Це дозволить дослідникам отримати більше інформації зі своїх зразків, ніж вони могли б з ранніми джерелами світла, але з тією ж дозою радіації. “Такі зображення з високою роздільною здатністю вплинуть на розуміння вченими властивостей матерії та на розробку нових матеріалів”, – говорить фізик Гаррі Вестфаль, директор Бразильської лабораторії синхротронного світла і член Міжнародного консультативного комітету HEPS.
На даний момент дослідники перевіряють стабільність та безпеку променя. «Це складний процес, який потребує поетапного коригування. Жоден промінь не є ідеальним на початку», – кажуть у керівництві HEPS.
Раніше повідомлялося, що вчені вирішили ще дві задачі на шляху до запуску повноцінної термоядерної енергетики: підвищення щільності плазми та утримання цієї більш щільної плазми.
