Los equipos de los grupos de física de aceleradores y SRF de HZB están desarrollando un acelerador lineal superconductor con recuperación de energía (Energy Recovery Linac) como parte del proyecto bERLinPro. Acelera un haz de electrones intenso que se puede utilizar para aplicaciones como generar radiación de sincrotrón brillante. Después de su uso, los racimos de electrones se dirigen de regreso al acelerador lineal superconductor, donde liberan casi toda su energía restante. Esta energía está disponible para acelerar nuevos grupos de electrones.

Un componente crucial del diseño es la fuente de electrones. Los electrones se generan iluminando un fotocátodo con un rayo láser verde. La eficiencia cuántica, como se le llama, indica cuántos electrones emite el material del fotocátodo cuando se ilumina con una determinada longitud de onda y potencia de láser. Los antimónidos de bialcali presentan una eficacia cuántica particularmente alta en la región de la luz visible. Sin embargo, Las películas delgadas de estos materiales son altamente reactivas y, por lo tanto, muy sensibles. por lo que solo funcionan en vacío ultra alto.

Un equipo de HZB encabezado por Martin Schmeißer, Dr. Julius Kühn, El Dr. Sonal Mistry y el Prof. Thorsten Kamps han mejorado enormemente el rendimiento del fotocátodo para que esté listo para su uso con bERLinPro. Modificaron el proceso de fabricación de los fotocátodos de cesio-potasio-antimonuro sobre un sustrato de molibdeno. El nuevo proceso ofrece la alta eficiencia y estabilidad cuánticas deseadas. Los estudios demostraron que los fotocátodos no se degradan, incluso a bajas temperaturas. Este es un requisito previo crítico para el funcionamiento dentro de una fuente de electrones superconductores, donde el cátodo debe operarse a temperaturas muy por debajo de cero.

Los físicos pudieron demostrar este rendimiento con estudios detallados:incluso después de su transporte a través del sistema de transferencia de fotocátodos e introducción en el fotoinyector del SRF, la eficiencia cuántica del fotocátodo seguía siendo unas cinco veces mayor de lo necesario para alcanzar la máxima corriente de haz de electrones necesaria para bERLinPro.

"Se ha alcanzado un hito importante para bERLinPro. Ahora tenemos los fotocátodos disponibles para generar el primer haz de electrones de nuestro fotoinyector SRF en bERLinPro en 2019, "dice el profesor Andreas Jankowiak, director del Instituto HZB de Física del Acelerador.