page contents
أخبار فيزيائية

تطوير أقوى ليزر اشعة اكس في العالم

تطوير أقوى ليزر اشعة اكس في العالم




مع حركة الالكترونات من خلال موصلات فائقة التوصيل تنبعث اشعة اكس — SLAC

تجري حاليا عمليات تطوير وتحسين لاقوى شعاع ليزر اشعة اكس X-ray laser في العالم في مركز التعجيل الخطي في ستانفورد في كليفورنيا Stanford Linear Accelerator Center والذي يعرف بالاختصار SLAC. تستخدم هذه الالة الضخمة الاستثنائية في التقاط صور للذرات والجزيئيات بمعدل سريع جدا مما يسمح للعلماء بتصوير افلام دقيقة وواضحة لعمليات التفاعل الكيميائي التي تحدث في اجزاء من النانوثانية ومن ثم عرضها في صورة احداث متتالية.

يشتمل التطوير على استبدال ثلث مصدر الضوء المترابط الخطي Linac Coherent Light Source والذي يعرف بالاختصار LCLS واعادة بناؤه بمعدات جديدة يصل تكلفتها إلى مليار دولار امريكي. جهاز ليزر اشعة اكس الثاني هذا سوف يكون قادرا على العمل بسرعة اكبر بـ ٨٠٠٠ مرة وبشدة اعلى بـ ١٠,٠٠٠ مرة من المستخدم حاليا.

يسمح LCLS-II اي ليزر اشعة اكس الثاني للعلماء بدراسة التفاعلات الكيميائية كما لم يكن من قبل. على سبيل المثال دراسة كيف يعمل الاحتراق على المستوى الذري والذي من المتوقع ان تؤدي الاكتشافات الجديدة إلى استخدام اكثر كفاءة للوقود.

سوف يأخذ التحديث الجديد ابحاث علوم اشعة اكس إلى مستوى جديد، يفتح الابواب لمجال واسع من الدراسات الجديدة على سرعات فائقة وفي مستوى الابعاد الذرية لنكون مستعدين لتقنيات حديثة في المستقبل من الالكترونيات الفائقة إلى العقاقير الطبية وحلول لمشاكل الطاقة.




يعمل جهاز ليزر اشعة اكس جنبا إلى جنب مع الجهاز الحالي، ليغطي مدى واسع من الطاقات في زمن اقل. سوف يتمكن العلماء من دراسة العمليات السريعة والتعامل مع العينات المعقدة.

 

 

يقول مدير SLAC تشي تشانج كاو Chi-Chang Kao ان مختبرنا قد قام ببناء وتشغيل مصادر اشعة اكس التي ساعدت الباحثين حول العالم في الوصول إلى نتائج دقيقة في مجال ابحاث علوم المواد والكيمياء والبيولوجي والطاقة. مما جعل الولايات المتحدة في مقدمة دول العالم في علوم اشعة اكس X-ray.

تتولد اشعة اكس بواسطة تسريع الكترونات في سلسلة من المغناطيسيات إلى سرعات قريبة من سرعة الضوء. تعمل المغناطيسيات التي توضع في ترتيب معين  يعرف باسم undulator لتجبر الالكترونات على ان تتحرك في مسار متعرج كما هو موضح في الشكل ادناه. واثناء مرور الالكترونات في هذا المسار تحرر اشعة اكس التي يستخدمها العلماء في ابحاثهم ودراساتهم.

تطوير أقوى ليزر اشعة اكس في العالم

مغناطيسيات undulator المتحكمة في مسار الالكترونات التي تنتج اشعة اكس 

يعمل النظام الحالي في درجة حرارة الغرفة وتطلق الالكترونات 120 نبضة اشعة اكس في الثانية. اما النظام الجديد سوف يبرد حتى درجة الصفر المطلق تقريبا باستخدام موصلات فائقة التوصيل للحصول على الاف النبضات في الثانية.

في كل عام يستخدم مئات العلماء والباحثين جهاز LCLS لدراسة العمليات الكيميائية الاساسية. والقدرة على الحصول على افلام متحركة للجزيئيات سوف تغير فهمنا لكيف تعمل الكيمياء.

 

الوسوم

الدكتور حازم فلاح سكيك

د. حازم فلاح سكيك استاذ الفيزياء المشارك في قسم الفيزياء في جامعة الازهر – غزة | مؤسس شبكة الفيزياء التعليمية | واكاديمية الفيزياء للتعليم الالكتروني | ومنتدى الفيزياء التعليمي

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

هذا الموقع يستخدم Akismet للحدّ من التعليقات المزعجة والغير مرغوبة. تعرّف على كيفية معالجة بيانات تعليقك.

إغلاق