Muchos avances en la ciencia estructural desde la década de 1970 se lograron investigando materiales con radiación sincrotrón:es decir, rayos X de alta energía generados mediante la aceleración de electrones de alta energía. La última generación de este tipo de fuentes, los láseres de electrones libres de rayos X (XFEL), son mucho más potentes que sus predecesores, pero sólo son accesibles a consorcios internacionales y a unos pocos países ricos debido a su alto coste.
Ahora, un grupo internacional de expertos ha preparado un diseño para un sistema XFEL más compacto y rentable accesible para países pequeños y, tal vez, para algunos laboratorios individuales. El diseño está publicado en The European Physical Journal Special Topics .
Las primeras tres generaciones de estas fuentes de rayos X de alta energía se generaron utilizando fuentes de radiación sincrotrón:aceleradores de partículas en los que los electrones viajan a lo largo de una trayectoria circular fija y son estimulados para emitir fotones de radiación electromagnética (normalmente, aunque no siempre, en el X). -rango de rayos:mediante potentes imanes.
La tecnología láser de electrones libres, por el contrario, implica electrones que se aceleran a lo largo de una trayectoria lineal entre una serie de potentes imanes denominado ondulador. Esto estimula a los electrones a producir pulsos muy cortos de rayos X de energía excepcionalmente alta, mucho más intensos que los generados por fuentes de sincrotrón.
En el estudio de diseño de CompactLight participó un consorcio de 31 instituciones, la mayoría con sede en Europa, e incluidos 23 laboratorios académicos o del sector público y cinco empresas privadas.
El consorcio incluyó a la comunidad de posibles usuarios académicos e industriales en el diseño de sus especificaciones para que, en la medida de lo posible, sean apropiadas para aplicaciones actuales y futuras previstas que abarcan física, química, ciencia de materiales y biología estructural.
El diseño publicado tiene poco menos de 500 m de largo, o aproximadamente dos tercios de la longitud del SwissFEL cerca de Zurich. Más importante aún, se puede construir por unos 7,5 millones de euros, una fracción del coste de la instalación suiza. Las fuentes XFEL construidas según esta especificación deberían poner esta importante e innovadora tecnología al alcance de miles de científicos más en todo el mundo.
Más información: G. D'Auria et al, Estudio de diseño CompactLight, Temas especiales de la revista European Physical Journal (2024). DOI:10.1140/epjs/s11734-023-01076-0
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