Chế tạo máy laser tia X sáng nhất thế giới
Ở dưới lòng đất 10m và cách không xa Đại học Stanford, các nhà khoa học đang hoàn thiện cỗ máy laser có thể thay đổi cách nghiên cứu khối xây dựng vũ trụ.
Khi hoàn thành vào năm 2022, Coherent Light Source II hay LCLS-II, sẽ là máy laser tia X thứ hai tại Phòng thí nghiệm gia tốc quốc gia SLAC của Bộ Năng lượng Mỹ. Máy laser LCLS đầu tiên vận hành từ năm 2009, tạo ra chùm tia với 120 xung ánh sáng mỗi giây. LCLS-II có thể sản sinh một triệu xung mỗi giây và chùm laser sẽ sáng gấp 10.000 lần bản tiền nhiệm.
Undulator Hall, đoạn nam châm đảo chiều dùng để biến đổi chùm electron thành tia X. (Ảnh: Andy Altman/CNET)
"Tôi cho rằng hoàn toàn hợp lý khi nói LCLS-II sẽ mở ra một kỷ nguyên khoa học mới", tiến sĩ James Cryan ở SLAC chia sẻ. "Cỗ máy có thể tạo ra các xung trong chưa đầy một phần triệu tỷ giây". Nhờ đó, LCLS-II giúp các nhà nghiên cứu tiến hành những thí nghiệm bất khả thi trước đây.
LCLS giống như một kính hiển vi với độ phân giải cỡ nguyên tử. Ở trung tâm của nó là máy gia tốc hạt, thiết bị thúc đẩy tốc độ hạt tích điện và hướng chúng thành một chùm. Chùm đó truyền qua hàng loạt nam châm đảo chiều (thiết bị gọi là máy gợn sóng) để tạo ra tia X. Các nhà khoa học có thể sử dụng tia X này để dựng phim phân tử, hình ảnh của nguyên tử và phân tử đang chuyển động được ghi hình trong vài phần triệu tỷ giây và kết hợp lại giống như một bộ phim.
Những nhà khoa học ở gần như mọi lĩnh vực nghiên cứu đến từ khắp nơi trên thế giới để tiến hành thí nghiệm với LCLS. Phim phân tử của họ hé lộ các phản ứng hóa học, hé lộ hành vi của nguyên tử bên trong ngôi sao, tạo ra hình ảnh sống động mô tả chi tiết quá trình quang hợp. LCLS-II và công suất cao hơn sẽ cách mạng hóa phim phân tử, theo Andrew Burrill, phó giám đốc phòng thí nghiệm SLAC.
Dù cả hai máy laser đều tăng tốc electron tới tốc độ gần bằng vận tốc ánh sáng, chúng vẫn có điểm khác biệt. Máy gia tốc của LCLS đẩy electron qua đường ống bằng đồng vận hành ở nhiệt độ phòng, có nghĩa nó sản sinh lượng nhiệt rất lớn. Một khuôn đồng sẽ hấp thụ phần lớn nhiệt lượng đó. Đấy là lý do các kỹ sư chuyển sang máy gia tốc siêu dẫn mới, bao gồm hàng chục thiết bị dài 12 m gọi là cryomodule, được thiết kế để hoạt động ở -271 độ C nhờ nhà máy đông lạnh lớn ở phía trên mặt đất.
Theo Cryan, LCLS-II sẽ giúp các nhà khoa học SLAC trả lời những câu hỏi đã khiến họ đau đầu suốt nhiều năm như sự truyền năng lượng xảy ra như thế nào bên trong hệ thống phân tử. Họ hy vọng có thể sản xuất chùm electron đầu tiên bằng LCLS-II vào tháng 1/2022.
Dự báo tương lai Trái đất năm 2050 khiến con người rùng mình
Dân cư đô thị tăng gấp 3 lần, 1/2 dân số thế giới không có nước để dùng, hàng triệu người chết đói... là những vấn đề nan giải mà Trái đất có thể sẽ phải đối diện trong 4 thập kỷ tới.
Những đặc điểm quái gở cho biết bạn là người có IQ cao
Các nghiên cứu khoa học trong nhiều năm đã tìm ra đặc tính rất "cổ quái" chỉ có ở những người thông minh…
Tìm hiểu về con cá bằng sắt Lucky Fish giúp ngăn ngừa thiếu máu
Tham khảo thêm tài liệu và giải thích rõ hơn về quá trình phát triển của con cá Lucky Fish này cũng như những lợi ích mà nó mang lại.
Tìm hiểu nguồn gốc và ý nghĩa Ngày của Cha 2024
Ngày của Cha là một dịp tôn vinh những người làm cha, mối quan hệ với cha và ảnh hưởng của người cha trong xã hội. Ngày này được tổ chức vào Chủ nhật thứ 3 của tháng 6 tại nhiều quốc gia.
Những điều không phải ai cũng biết về lốp máy bay
Kích thước của chúng ra sao, cấu tạo như thế nào và tại sao chúng cần hao mòn hay phải bị đốt cháy một phần trong quá trình hạ cánh?
23 phương pháp tra tấn rợn người thời Trung Cổ
Thời Trung Cổ, để giảm tỷ lệ tội phạm và những người ngồi tù, các lãnh chúa thường nghĩ ra những phương thức tra tấn vô cùng hà khắc.
