Milepæl nået for superledende undulator til europæiske XFEL

Et europæisk XFEL-team ved Karlsruhe Institute for Technology har testet en mock-up-spole af det superledende undulator-pre-series-modul (S-PRESSO) designet til en opgradering af den europæiske XFEL. Det opnåede et rekordstort magnetfelt. Denne milepæl er rapporteret i Grænser i fysik .

Undulatorer er en af ​​de vigtigste enheder til en frielektronlaser som den europæiske XFEL i Schenefeld nær Hamborg. Ved hjælp af en række stærke magneter skaber en undulator et ekstremt strålende lys ved at tvinge hurtigt bevægende elektroner ind på en slalombane. Ydermere stimulerer undulatorerne elektronerne til at udsende laserlignende elektromagnetisk stråling.

Styrken af ​​magneterne i en undulator bestemmer tunbarheden af ​​fotonenergiområdet, der er tilgængeligt for eksperimenter. Undulator Systems Group af European XFEL har startet forskellige aktiviteter i samarbejde med Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY for at muliggøre implementering af superledende undulatorer i den europæiske XFEL i de kommende år.

Kontrakten for superledende undulator-præseriemodul (S-PRESSO) bestående af to par spoler og en faseskifter er blevet tildelt Bilfinger Noell GmbH. Nu har et europæisk XFEL-team på Karlsruhe Institute for Technology testet en 30 centimeter lang mock-up superledende spole designet og bygget af Bilfinger Noell GmbH. Magnetfeltet i S-PRESSO-modellen har nået 2 Tesla, hvilket er det største nogensinde nået i sådanne undulatorer.

Europæiske XFEL planlægger at bruge superledende undulatorer til at nå lasering ved hidtil usete korte bølgelængder og høje fotonenergier over 50.000 elektronvolt (50 keV). Sådanne meget hårde røntgenstråler er nødvendige for at studere ikke-reproducerbare processer, der lever på tidsskalaer fra mikrosekunder til femtosekunder og sker i svært tilgængelige prøvemiljøer.

Røntgenlasere er et fremragende værktøj til forskning i biomolekyler, lægemidler, faste materialer eller endda kvantetilstande. Desuden er de vigtige for videnskab med høj energitæthed til at studere planetens udvikling og for in-situ mikroskopi af teknologiske processer, for eksempel svejsning eller batteriforskning.

Flere oplysninger: Sara Casalbuoni et al., Superledende undulatoraktiviteter på European X-ray Free-Electron Laser Facility, Frontiers in Physics (2023). DOI:10.3389/fphy.2023.1204073

Leveret af European XFEL GmbH