Vận hành máy gia tốc lạnh ngang vũ trụ

Một máy gia tốc ở California vận hành ở nhiệt độ gần bằng độ 0 tuyệt đối để tạo ra 1 triệu xung tia X mỗi giây.

Vận hành máy gia tốc lạnh ngang vũ trụ
Đường hầm chứa cỗ máy LCLS-II. (Ảnh: SLAC)

Máy gia tốc hạt siêu dẫn của Phòng thí nghiệm gia tốc quốc gia SLAC ở độ sâu 9 m bên dưới công viên Menlo, California, được làm lạnh tới -271 độ C, chỉ trên vài độ so với nhiệt độ lạnh nhất có thể trong vũ trụ là độ 0 tuyệt đối (- 273,15 độ C). Trạng thái lạnh cực hạn này nằm trong quá trình nâng cấp máy laser electron tự do tia X Linac Coherent Light Source (LCLS) hay LCLS-II, có thể đẩy electron ở tốc độ gần với vận tốc ánh sáng. Các nhà khoa học sẽ sử dụng cỗ máy để nghiên cứu sự kiện hóa học hiếm gặp, phân tử sinh học, cơ học lượng tử và vật liệu phức tạp sử dụng trong máy tính.

Sau khi nâng cấp hoàn thiện, LCLS-II sẽ có thể tạo ra những xung tia X sáng gấp 10.000 lần so với bản tiền nhiệm, ở tốc độ 1 triệu xung/giây. Điều này chỉ có thể xảy ra trong nhiệt độ lạnh cực hạn của máy gia tốc, theo thông báo từ phòng thí nghiệm.

Loading...

Ở phiên bản trước đó của LCLS, bắt đầu hoạt động vào năm 2009, electron tăng tốc bên trong đường ống bằng đồng dài 0,8 km ở nhiệt độ phòng, do đó cỗ máy chỉ có thể tạo ra tối đa 120 xung tia X/giây. Thay vào đó, hệ thống mới bao gồm 39 moduel gia tốc đông lạnh đi kèm các khoang làm từ kim loại niobium, tất cả đều bao quanh bởi thiết bị làm mát. Khi khoang niobium đạt nhiệt độ - 271 độ C, chúng trở nên siêu dẫn. Trạng thái đó loại trừ điện trở, nhờ đó electron có thể di chuyển ở tốc độ cực cao.

"Chỉ trong vài giờ, LCLS-II sẽ sản sinh nhiều xung tia X hơn máy laser thông thường tạo ra trong toàn bộ tuổi thọ", Mike Dunne, giám đốc của LCLS, cho biết. "Dữ liệu từng mất nhiều tháng để thu thập có thể được tạo ra trong vài phút. Điều này sẽ nâng khoa học tia X lên một tầm cao mới, mở đường cho hàng loạt nghiên cứu và thúc đẩy phát triển những công nghệ cách mạng hóa để giải quyết một số thách thức lớn nhất mà xã hội của chúng ta đang đối mặt".

Để phát triển LCLS-II, SLAC hợp tác với Phòng thí nghiệm quốc gia Argonne, Phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Berkeley (Berkeley Lab), Fermilab, Cơ sở gia tốc quốc gia Thomas Jefferson (Jefferson Lab), và Đại học Cornell.

Từ khóa liên quan:
Loading...
TIN CŨ HƠN
Trung Quốc phát triển vật liệu xây đường cao tốc trên Mặt trăng

Trung Quốc phát triển vật liệu xây đường cao tốc trên Mặt trăng

Nhóm nghiên cứu tại Đại học Bắc Hàng cải tiến vật liệu cũ và kết hợp với công nghệ in 3D nhằm xây đường trên Mặt Trăng trong tương lai.

Đăng ngày: 16/05/2022
NASA chinh phục

NASA chinh phục "hành tinh thứ 9 bằng vàng" giữa sao Hỏa và sao Mộc

Tàu vũ trụ NASA sẽ nương nhờ Sao Hỏa để tạo thêm lực đẩy, giúp nó tiến thẳng đến 16 Psyche - tiểu hành tinh giàu kim loại được cho là lõi của hành tinh thứ 9 chưa được hình thành hoàn chỉnh.

Đăng ngày: 16/05/2022
Sau gần 13,8 tỉ năm giãn nở không ngừng, vũ trụ chuẩn bị co lại?

Sau gần 13,8 tỉ năm giãn nở không ngừng, vũ trụ chuẩn bị co lại?

Một nghiên cứu mới đây đã cho thấy vũ trụ đang có sự thay đổi và bắt đầu bước vào quá trình thoái trào.

Đăng ngày: 15/05/2022
Quả cầu lửa xanh khổng lồ rơi từ vũ trụ xuống nước Anh

Quả cầu lửa xanh khổng lồ rơi từ vũ trụ xuống nước Anh

Mạng Sao băng Vương Quốc Anh (UKMON) vừa công bố hình ảnh giật mình về một quả cầu lửa xanh bay ngang bầu trời mà 15 camera của họ đã cùng ghi lại. Nó cũng vừa được khẳng định là một thiên thạch cực kỳ quý giá.

Đăng ngày: 14/05/2022
Các nhà khoa học trồng thành công cây nảy mầm trên đất Mặt trăng

Các nhà khoa học trồng thành công cây nảy mầm trên đất Mặt trăng

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Florida (Mỹ) đã trồng thành công cây Arabidopsis thaliana trên đất Mặt Trăng vốn được các phi hành gia Apollo mang về Trái Đất.

Đăng ngày: 14/05/2022
Cùng chờ đón xem nguyệt thực hoa cuối tuần này

Cùng chờ đón xem nguyệt thực hoa cuối tuần này

Bạn có thể xem nguyệt thực khiến Mặt trăng hoa chuyển sang màu đỏ vào ngày 15/5 hoặc 16/5, tùy thuộc vào vị trí của bạn.

Đăng ngày: 13/05/2022
Chụp ảnh thành công hố đen ở trung tâm dải Ngân Hà

Chụp ảnh thành công hố đen ở trung tâm dải Ngân Hà

Các nhà thiên văn học tối hôm 12/5 công bố ảnh chụp đầu tiên về hố đen siêu khối lượng Sagittarius A* ở trung tâm thiên hà của chúng ta.

Đăng ngày: 13/05/2022
Tiêu điểm
Khoa Học News