Το XPP, το όργανο ανίχνευσης αντλίας ακτίνων Χ στο Linac Coherent Light Source (LCLS), είναι και πάλι στο διαδίκτυο και καλωσορίζει τους ερευνητές μετά από μια πλήρη ανακατασκευή. Η γενική επισκευή ετοίμασε το XPP για τη σημαντική αύξηση της απόδοσης ακτίνων Χ-που αναμένεται από τη συνεχιζόμενη αναβάθμιση υψηλής-ενέργειας σε LCLS στο Εθνικό Εργαστήριο Επιταχυντών SLAC του Υπουργείου Ενέργειας. Το LCLS είναι μια πρωτοποριακή εγκατάσταση λέιζερ ηλεκτρονίων-χωρίς ακτίνες Χ-που χρησιμοποιείται από επιστήμονες σε όλο τον κόσμο για τη λήψη εξαιρετικά γρήγορων στιγμιότυπων φυσικών διεργασιών.
"Η ολοκλήρωση της ανακατασκευής του XPP σε-χρόνιο και{1}}προϋπολογισμό είναι ένα βασικό ορόσημο για την προσπάθεια αναβάθμισης υψηλής-ενέργειας και είμαστε ενθουσιασμένοι που το εργαλείο επιστρέφει στην υποστήριξη ερευνητών από όλο τον κόσμο", δήλωσε ο John Hogan, διευθυντής έργου για την αναβάθμιση υψηλής{3} ενέργειας LCLS. "Αυτή ήταν μια τεράστια ομαδική προσπάθεια, με τη συμμετοχή εταίρων από τις ομάδες μηχανικής, επιστήμης και έργου της SLAC."
Από το ντεμπούτο του το 2010, το XPP έχει επιτρέψει την πρωτοποριακή έρευνα στην επιστήμη των υλικών-από την αποθήκευση κβαντικών πληροφοριών έως τη δυναμική υλικών σε χρονικά διαστήματα-καθώς και τις μελέτες στη χημεία, τη φυσική και τη βιοεπιστήμη. Οι ερευνητές αξιοποίησαν το XPP για να πρωτοπορήσουν τεχνολογίες οπτικών ακτίνων Χ-συμπεριλαμβανομένων των ταλαντωτών ακτίνων Χ-που βασίζονται σε κοιλότητα-που διαμορφώνουν μελλοντικές εγκαταστάσεις λέιζερ ηλεκτρονίων-χωρίς ακτίνες Χ-.
Η πρόσφατη-πολυετής ανακατασκευή προετοίμασε το XPP για την επερχόμενη αναβάθμιση υψηλής-ενέργειας σε LCLS, η οποία ξεκίνησε το 2025 και θα διαρκέσει περίπου δύο χρόνια για να ολοκληρωθεί. Μετά την αναβάθμιση, το LCLS θα παράγει-ακτίνες Χ- υψηλής ενέργειας με ρυθμούς επανάληψης έως και ένα εκατομμύριο παλμούς ανά δευτερόλεπτο, επιτρέποντας στο XPP να συλλέγει περισσότερα δεδομένα, να επιτυγχάνει υψηλότερη χωρική ανάλυση και να υποστηρίζει ένα ευρύτερο φάσμα πειραμάτων.
"Το 2010, το XPP έγινε το πρώτο όργανο στον κόσμο που χρησιμοποιεί σκληρές ακτίνες Χ από λέιζερ ηλεκτρονίων χωρίς ακτίνες Χ{-χωρίς ακτίνες Χ-", δήλωσε ο Takahiro Sato, επικεφαλής οργάνων XPP. "Ήταν ένα όργανο που χρησιμοποιήσαμε για την ανάπτυξη νέων πειραματικών εργαλείων και τεχνικών και για την επίδειξη εξαιρετικά γρήγορης επιστήμης. Με αυτήν την αναβάθμιση, του δίνουμε τη δυνατότητα να παραμείνει στην πρώτη γραμμή αυτού του τομέα."
Για να προετοιμάσουν το XPP για τη σημαντική αύξηση των φωτονίων, των υψηλότερων ενεργειών και των σχετικών θερμικών φορτίων, οι ομάδες αφαίρεσαν ολόκληρο το όργανο, αφαιρώντας κληρονομικά εξαρτήματα και ανακατασκευάζοντας το όργανο με νέα και ανακαινισμένα εξαρτήματα.
Μια βασική προσθήκη είναι ένας μονόχρωμος διπλού κρυστάλλου μεγάλης μετατόπισης, ο οποίος θα ψύχεται κρυο-με χρήση υγρού αζώτου στους -260 βαθμούς F περίπου για να χειρίζεται αυξημένα θερμικά φορτία και να ελαχιστοποιεί τις διακυμάνσεις της θερμοκρασίας κατά τη διάρκεια των πειραμάτων.
Η ομάδα αναβάθμισε επίσης το σύστημα πολυπλεξίας, το οποίο μπορεί να χωρίσει τη δέσμη ακτίνων Χ LCLS-στα δύο-κατευθύνοντας μια ροή στο XPP ενώ στέλνει μια άλλη κατάντη σε άλλα όργανα-ώστε να μπορούν να εκτελούνται πολλαπλά πειράματα ταυτόχρονα. Το νέο σύστημα πολυπλεξίας αντικαθιστά το παλιό και είναι πιο αξιόπιστο και σταθερό.
"Αυτή-αυτή η ανακατασκευή μεγάλης κλίμακας έλαβε χώρα εντός μιας λειτουργικής εγκατάστασης και είμαι περήφανη για το πώς η ομάδα μας εργάστηκε για να προγραμματίσει προσεκτικά τα χρονοδιαγράμματα και να συντονιστεί με άλλες ομάδες για να πραγματοποιηθεί", δήλωσε η Rebecca Armenta, επικεφαλής μηχανικός για την ανακατασκευή XPP.
Το XPP επιστρέφει σε κανονικές λειτουργίες αυτήν την άνοιξη και θα δει μια σημαντική ώθηση στις δυνατότητες όταν η δέσμη{0}υψηλής ενέργειας συνδεθεί στο τέλος του 2027.
Η ομάδα θα συνεχίσει τις επιλεγμένες αναβαθμίσεις κατά τη διάρκεια προγραμματισμένων χρόνων διακοπής λειτουργίας φέτος, συμπεριλαμβανομένης της αντικατάστασης των υπαρχόντων συστημάτων περιορισμού δέσμης με εκδόσεις που θα είναι συμβατές με υψηλότερες ενέργειες και την αναβάθμιση του λέιζερ οπτικής αντλίας με ένα νέο σύστημα σχεδιασμένο για το αναβαθμισμένο LCLS.
"Υπάρχει ακόμα δουλειά να γίνει, αλλά είναι υπέροχο να βλέπουμε το όργανο να λειτουργεί ξανά στους χρήστες", δήλωσε ο Diling Zhu, επικεφαλής επιστήμονας οργάνων για την αναβάθμιση υψηλής-ενέργειας LCLS και αναπληρωτής διευθυντής του τμήματος για το τμήμα Επιστήμης, Έρευνας και Ανάπτυξης LCLS. «Έχουμε συνεργάτες από όλο τον κόσμο που περίμεναν με αγωνία την επιστροφή του XPP στο διαδίκτυο και είμαστε ενθουσιασμένοι που τους καλωσορίζουμε ξανά».
