• Home
  • Chimica
  • Astronomia
  • Energia
  • Natura
  • Biologia
  • Fisica
  • Elettronica
  •  science >> Scienza >  >> Fisica
    ESRF mette la sua luce splendente in modalità standby, per tornare più luminoso nel 2020

    Immagine dell'anello di stoccaggio di terza generazione dell'ESRF da smantellare. Credito:ESRF/Stef Candé

    "Nessun raggio per un po'. Riavvia tra circa 20 mesi." Stamattina presto, gli operatori della sala di controllo ESRF hanno spento il raggio, ponendo fine a 26 anni di operazioni di successo del sincrotrone europeo, la sorgente di luce di sincrotrone più potente al mondo. Il 2018 è un anno chiave nella storia dell'ESRF. Trent'anni dopo la firma della Convenzione ESRF, la luce brillante dell'ESRF è stata messa in modalità standby. L'ESRF ora entra in un arresto di 20 mesi e smantellerà il suo anello di archiviazione di punta per far posto a una rivoluzionaria sorgente di raggi X, una fonte estremamente brillante (EBS), aperto per gli utenti nel 2020.

    "Oggi, il progetto EBS sta entrando ufficialmente in una nuova fase, che è il frutto del nostro duro lavoro degli ultimi quattro anni. La nostra immaginazione, progettazione ingegneristica, controllo qualità e montaggio, guidato da una rigorosa gestione del progetto, ha permesso di avviare lo scambio nel nostro tunnel tra il vecchio e il nuovo anello di stoccaggio. Questo è possibile grazie alla grande capacità del personale ESRF, " disse Francesco Sette, Direttore generale dell'ESRF.

    Trenta anni fa, lo European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) di Grenoble, Francia, ha fatto la storia come la prima sorgente di luce di sincrotrone di terza generazione al mondo, producendo raggi X 100 miliardi di volte più luminosi dei raggi X utilizzati nelle apparecchiature radiografiche ospedaliere e fornendo opportunità senza rivali per gli scienziati nell'esplorazione di materiali e materia vivente. Da 30 anni, l'ESRF ha battuto ogni record per la sua produzione scientifica (oltre 32 000 pubblicazioni, 5000 utenti all'anno, quattro premi Nobel) nonché per la brillantezza e la stabilità dei suoi fasci di raggi X. Oggi, con EBS, l'ESRF continua a fare da apripista. EBS è un progetto da 150 milioni di euro, finanziato dai 22 paesi partner dell'ESRF. Con EBS, l'ESRF sta costruendo un nuovo ambizioso standard per gli anelli di accumulo di sincrotrone, il primo anello di accumulo di quarta generazione ad alta energia al mondo, con prestazioni a raggi X uniche aumentate di un fattore 100 rispetto agli attuali anelli di accumulo e agli standard di terza generazione.

    Immagine del modello EBS, la prima sorgente di luce di sincrotrone di quarta generazione ad alta energia. Credito:ESRF/Stef Candé

    Il primo sincrotrone di quarta generazione ad alta energia

    "Con EBS, la nostra ricerca di maggiore brillantezza e coerenza continua. L'esperienza che abbiamo all'ESRF è unica e ci permette di tentare un progetto di questa portata. Oggi tutti i team ESRF sono mobilitati per trasformare questa visione in realtà nel 2020, " disse Pantaleo Raimondi, EBS Project Leader e Direttore della Divisione Accelerator &Source.

    EBS rappresenta una sfida enorme, non solo nello spingere la scienza e la tecnologia ai suoi limiti noti, ma anche su scala umana e logistica. Nei prossimi 20 mesi, l'ESRF metterà in stand-by il suo programma scientifico per gli utenti, smantellare l'attuale anello di stoccaggio di 844 m di circonferenza e installare il nuovo reticolo EBS all'interno dell'infrastruttura esistente. La nuova sorgente sarà realizzata sostituendo l'anello di stoccaggio esistente, una sequenza magnetica acromatica a doppia curvatura (DBA), con un design innovativo e pluripremiato ibrido multi-bend achromat (HMBA), sviluppato presso l'ESRF.

    Le squadre avranno otto mesi per installare 128 travi, supportando oltre 10.000 componenti allineati con precisione fino alla metà della larghezza di un capello umano, nel tunnel.

    Vista dell'ESRF, il sincrotrone europeo, situato a Grenoble, Francia. Credito:ESRF/Stef Candé

    EBS si basa su una serie di tecnologie innovative chiave. Questo nuovo anello portaoggetti unico nel suo genere combina un aumento del numero di magneti piegabili con sette, al contrario di due, magneti flettenti per cella e ottica che massimizzano il volume dello spazio delle fasi stabile disponibile per il fascio di elettroni, riducendo l'emissione orizzontale. Il risultato è un imballaggio più stretto di elettroni, aumentando di due ordini di grandezza la luminosità e il grado di coerenza dei raggi X. Ciò conferisce ai fasci EBS proprietà simili al laser che si avvicinano a quelle dei laser a elettroni liberi a raggi X (XFEL) come l'XFEL europeo, e rende EBS la prima sorgente di luce di sincrotrone di quarta generazione ad alta energia. EBS utilizza anche la tecnologia a magneti permanenti per i 128 magneti dipolo, ottenendo una significativa riduzione del consumo di energia elettrica. Nel nuovo anello di stoccaggio EBS, 1 000 magneti innovativi, quasi il doppio rispetto al precedente anello di accumulo, saranno schiacciati nello stesso spazio all'interno del tunnel dell'acceleratore.

    Per pioniere della scienza del sincrotrone

    "Audacia e innovazione sono alla base della storia dell'ESRF. Con la costruzione di un nuovissimo anello di stoccaggio, insieme al portafoglio più avanzato di nuove linee di luce, EBS consentirà agli scienziati di portare la scienza dei raggi X in domini di ricerca e applicazioni che non si sarebbero potuti immaginare fino a pochi anni fa, " disse Francesco Sette.

    Il nuovo anello di stoccaggio EBS sarà integrato dalla costruzione di quattro nuovissime linee di luce di punta e dalla ristrutturazione completa delle linee di luce esistenti; un ambizioso programma di strumentazione con un focus sui rivelatori ad alte prestazioni; e strumenti di controllo sperimentale e analisi dei dati all'avanguardia, il tutto pensato per sfruttare le prestazioni potenziate della nuova sorgente.

    Le nuove linee di luce EBS consentiranno di sondare materiali complessi a livello atomico in modo più dettagliato, con una qualità superiore, e molto più veloce. Queste nuove linee di luce aiuteranno gli scienziati ad affrontare le principali sfide che la nostra società deve affrontare, compreso lo sviluppo della prossima generazione di farmaci, biomateriali e materiali sostenibili, e per fornire approfondimenti sui complessi meccanismi che governano gli organismi viventi. Aiuteranno a chiarire il nostro passato recente e antico, come si manifesta in reperti storici e fossili. Cosa c'è di più, forniranno opportunità uniche per la ricerca applicata e guidata dall'innovazione.

    EBS sarà un nuovo potente strumento per la comunità scientifica internazionale, aprendo la porta a nuovi esperimenti nella scienza dei raggi X. Spingendo le frontiere della tecnologia degli acceleratori, il reticolo EBS ha ispirato altre importanti sorgenti luminose in tutto il mondo. EBS rafforza ciò che è sempre stato, e sarà sempre, la missione dell'ESRF:aprire la strada alla scienza del sincrotrone.

    © Scienza https://it.scienceaq.com