Il Consiglio dell'ESRF, in rappresentanza delle 22 nazioni partner dell'ESRF, ha dato il via libera per la costruzione e la messa in servizio di quattro nuove linee di luce dal 2018 al 2022. Le linee di luce sono progettate per sfruttare le prestazioni migliorate del primo di una nuova generazione di sincrotrone, la sorgente Estremamente Brillante (EBS), che è in costruzione presso l'ESRF.

Le quattro nuove linee di luce sosterranno la ricerca che affronta le principali sfide che la nostra società deve affrontare, compresa la definizione della prossima generazione di biomateriali e nuovi materiali sostenibili, sviluppo di nuovi farmaci, svelando i complessi meccanismi degli organismi viventi e ricostruendo manufatti storici e fossili in 3D, che aprirà nuove finestre sulle origini dell'umanità.

Le 4 linee di luce di punta dell'ESRF-EBS:

• Una linea di luce per la cristallografia macromolecolare seriale
  La cristallografia seriale sta emergendo come una tecnica unica per risolvere strutture di importanti classi di proteine ​​disponibili solo in cristalli submicronici, durante la gestione dei danni da radiazioni. Questa linea di luce EBS fornirà nuove prospettive per le scienze della vita fornendo una struttura unica in tutto il mondo per la sua densità di flusso e stabilità. Esempi di applicazioni di ricerca:problemi fondamentali come la cinetica enzimatica; effetti del farmaco nelle proteine ​​bersaglio; determinanti che neutralizzano gli anticorpi umani contro i virus.
• Una linea di luce per la microscopia a diffrazione di raggi X duri
  La microscopia a raggi X duri in campo oscuro è unica per studiare le correlazioni gerarchiche delle strutture nei materiali dalla gamma millimetrica fino a decine di nanometri. Questa linea di luce fornirà nuove prospettive per una comprensione più profonda delle proprietà dei materiali nei materiali nanostrutturati e non omogenei fornendo una struttura unica al mondo per la penetrazione dei raggi X duri, densità di flusso e stabilità. Esempi di applicazioni di ricerca:caratterizzazione multiscala di moderni materiali ingegnerizzati; biomateriali come fianchi artificiali, impianti; effetti degli agenti ambientali; fatica materiale nel trasporto.
• Una linea di luce per applicazioni di imaging e dinamiche coerenti dei raggi X
  I raggi X coerenti sono ideali per studiare le correlazioni segrete nei materiali e nella materia vivente nello spazio 3D e nel tempo in condizioni operando. Questa linea di luce fornirà nuove prospettive per osservare i processi dinamici in condizioni reali e rilevare le correlazioni caratteristiche che determinano processi reversibili e reversibili fino al singolo atomo sfruttando il flusso coerente di raggi X senza rivali di EBS. Esempi di applicazioni di ricerca:dinamica e struttura della deformazione muscolare; comprensione dei fondamenti delle malattie cardiache; processi di biomineralizzazione dei denti (dentina); formazione dell'immagine nei dispositivi fotonici (pannelli per smartphone).
• Una linea di luce per contrasto di fase a campo ampio ad alto rendimento
  Con un'energia molto elevata e coerenza dei raggi X, La tomografia ad alto rendimento è ideale per studiare oggetti di grandi dimensioni (~1 metro) con una risoluzione sub-micrometrica in modo non distruttivo. Questa linea di luce fornirà nuove prospettive per la ricerca in paleontologia e archeologia, ma anche per lo studio industriale dei materiali fornendo il più grande fascio di sincrotrone ad alta energia e alta coerenza al mondo per l'imaging gerarchico e la tomografia ad alto rendimento. Esempi di applicazioni di ricerca sull'imaging 3D:materiali per lo spazio, aeronautica, settore automobilistico; anatomia su scala micronica di organi completi; imaging gerarchico di campioni di grandi dimensioni (ad es. mummie); Ricostruzione virtuale 3D di fossili e manufatti unici.

Una fonte estremamente brillante per un salto di qualità nella ricerca

Nel maggio 2015, l'ESRF ha lanciato il progetto ESRF-EBS, un investimento di 150M€ nel 2015-2022. L'EBS è una nuova e rivoluzionaria sorgente di raggi X, basato su un nuovo concetto di anello di stoccaggio. Questo è il primo di una nuova generazione di sincrotroni, il cui design è stato adottato essenzialmente da tutti i futuri laboratori di sincrotrone in tutto il mondo. L'EBS è anche un progetto scientifico innovativo, con un ambizioso programma di strumentazione, una strategia intensificata di "big data", e la costruzione di nuove linee di luce all'avanguardia, studiati per sfruttare la maggiore brillantezza, flusso di coerenza e prestazioni della sorgente EBS.

Questa decisione di costruire le quattro linee di luce rappresenta una pietra miliare decisiva per il progetto ESRF-EBS. Mentre altri progetti di aggiornamento di quarta generazione in tutto il mondo sono ancora in fase concettuale, l'EBS è fuori dai blocchi e sta tracciando nuove prospettive per la scienza dei raggi X con un portafoglio ambizioso di linee di luce.

"Il nuovo anello di stoccaggio, insieme al portafoglio più avanzato di nuove linee di luce, consentirà agli scienziati di portare la scienza dei raggi X in ambiti di ricerca e applicazioni che non si sarebbero potuti immaginare fino a pochi anni fa. EBS fornirà nuovi strumenti per lo studio dei materiali e della materia vivente dal mondo macroscopico fino alla scala nanometrica e persino fino al singolo atomo. Aprire nuove possibilità per la scienza del sincrotrone è al centro della missione dell'ESRF", sottolinea il dottor Francesco Sette, Direttore generale dell'ESRF.

Un forte coinvolgimento della comunità scientifica internazionale dei raggi X

La decisione presa dal Consiglio scaturisce da un processo che ha coinvolto fortemente la comunità scientifica internazionale. Nel 2015, l'ESRF ha lanciato un invito a manifestare interesse (Eol) per identificare i progetti più efficaci e scientificamente promettenti che l'ESRF può realizzare con la fonte EBS. Il comitato consultivo scientifico dell'ESRF ha selezionato otto progetti tra i 48 Eol ricevuti.

"Dalla costruzione e dalla messa in servizio con successo del primo sincrotrone di terza generazione nel periodo 1988-94, L'ESRF ha inventato un nuovo modello di cooperazione tra scienziati e ingegneri del sincrotrone:condividere competenze e risorse tra i paesi partner per ottenere le menti migliori, potenziare la collaborazione internazionale e fornire la migliore scienza. Oggi, l'ESRF continua a svolgere questo ruolo pionieristico con il progetto EBS, come dimostrato dai nuovi paesi partner che accedono all'ESRF e dall'enorme impegno della comunità scientifica dei raggi X nella definizione del futuro programma scientifico EBS e delle linee di luce", dice il dottor Francesco Sette.