Voor het eerst heeft ‘s werelds grootste röntgenlaser een laserlicht gegenereerd.
Hij is maar liefst 3,4 kilometer lang: de European X-ray Free Electron Laser (XFEL) die zich grotendeels onder de grond in Hamburg (Duitsland) bevindt. En hoewel het gigantische systeem pas in september officieel wordt geopend, behaalde hij deze week een belangrijke mijlpaal. De XFEL schoot namelijk zijn eerste laserlicht af. Champagne!
Korte golflengte
Het laserlicht heeft een golflengte van 0,8 nanometer. Dit is vergelijkbaar met de afmetingen van de atomen en bindingen in materialen. En dat is gunstig, want de manier waarop atomen het licht met deze golflengte verstrooien, zegt iets over de structuur van het materiaal waarin ze zich bevinden. De röntgenlaser kan hierdoor bijdragen aan een beter begrip van organische moleculen en de ontwikkeling van geavanceerde medische diagnoses en behandelingen.
Eerste laserlicht van de XFEL, vastgelegd door een röntgenstralingdetector.
De grootste component van het lasersysteem is een 2,1 kilometer lange, lineaire accelerator die elektronpulsen extreem versnelt voordat ze in een fotontunnel belanden. Hier worden de pulsen vervolgens blootgesteld aan röntgenstraling en 17.290 magneten. Deze zogeheten undulatoren halen de elektronen uit hun rechte lijn en laten ze ‘slalommen’. En met elke draai geven ze energie af in de vorm van korte pulsen röntgenstraling.
Razendsnel
En deze lichtflitsen moet de röntgenlaser in de toekomst ook razendsnel achter elkaar afgeven: 27.000 keer per seconde! De pulsen worden naar verschillende onderzoeksstations in het ondergrondse complex gestraald, waar wetenschappers nieuwe experimenten kunnen verrichten. De Duitsers kunnen logischerwijs dan ook niet wachten tot hun systeem up and running is.
Beeld: DESY/D. Nölle