Un elegante, il laser a raggi X sotterraneo sarà presentato venerdì in Germania, di gran lunga il più potente al mondo, ha scienziati in una dozzina di campi che si accalcano per addestrare il suo potente raggio sui loro progetti.

L'XFEL europeo rivelerà e catturerà nelle immagini i segreti a livello subatomico, promettenti scoperte in medicina, biologia, energia, informatica e chimica.

Mapperà l'architettura molecolare di virus e cellule; renderizzare istantanee tridimensionali su nanoscala; e filmare le reazioni chimiche mentre si svolgono.

Gli scienziati della Terra dovrebbero essere in grado di duplicare e studiare i processi che si verificano nelle profondità dei pianeti, compreso il nostro.

"Il laser è il più grande, e il più potente, fonte di raggi X mai realizzata, "Olivier Napoli, un membro della Commissione francese per l'energia atomica che ha contribuito a costruire il complesso, ha detto all'Afp.

Il laser europeo a raggi X a elettroni liberi, o XFEL, è alloggiato in una serie di tunnel fino a 38 metri (125 piedi) sotterranei vicino alla città di Amburgo.

Il suo fulcro è l'acceleratore lineare superconduttore più lungo del mondo, 1,7 chilometri (un miglio), progettato per fornire l'energia necessaria per generare lampi di raggi X un miliardo di volte più luminosi delle migliori sorgenti di radiazioni convenzionali.

sono 27, 000 lampi di raggi X al secondo, rispetto ai 120/sec prodotti da un laser dello stesso tipo presso lo US National Accelerator Laboratory di Stanford, California, e 60/sec generato da un altro in Giappone.

Per i laser a raggi X, la brillantezza è misurata nel numero di fotoni, particelle di luce subatomiche prive di carica elettrica che si muovono alla velocità della luce, generati a una certa lunghezza d'onda della radiazione, da raggi gamma e X ad alta energia, agli infrarossi e alle onde radio a bassa energia.

L'uber-laser è "come una macchina fotografica e un microscopio che renderanno possibile vedere più piccoli dettagli e processi nel nanomondo che mai, "Robert Feidenhan'l, presidente del consiglio di amministrazione dell'XFEL europeo, ha detto all'Afp.

Ecco come funziona:per generare lampi di raggi X, fasci di elettroni vengono prima accelerati ad alte energie vicine alla velocità della luce.

Sequenze da film

Gli elettroni, caricati di energia elettrica, quindi corrono attraverso una disposizione di magneti che forzano le particelle su una stretta, percorso di slalom deviato.

Nel processo, ogni singolo elettrone emette radiazioni a raggi X che diventano sempre più amplificate.

Gli elettroni si raccolgono gradualmente in una moltitudine di dischi ultrasottili, permettendo loro di emettere la loro luce in sincronia e produrre estremamente brevi, intensi lampi di raggi X di luce laser.

Gli scienziati che lavorano nel campo della medicina sono ansiosi di addestrare questi lampi sui più piccoli elementi costitutivi del tessuto vivente, siano essi umani o patogeni.

Come una macchina meccanica con parti in movimento, le molecole biologiche che svolgono i loro rispettivi compiti cambiano struttura. La durata ultra breve degli impulsi XFEL creerà sequenze simili a film in grado di registrare questi cambiamenti come mai prima d'ora.

In campo energetico, gli scienziati sperano di utilizzare i laser ad alta potenza per migliorare l'efficienza delle celle solari e a combustibile.

L'XFEL da 1,5 miliardi di euro (1,7 miliardi di dollari) è una versione ingrandita di un più piccolo, laser ad elettroni liberi chiamato FLASH, in uso dal 2005.

Fino al 2009, era l'unica macchina del suo genere a produrre in modo simile al laser, radiazione ultravioletta a onde corte.

Guidato da Deutsches Elektronen-Synchrotron, il centro di ricerca di Amburgo che ha costruito FLASH, l'XFEL europeo è nato da un accordo internazionale siglato nel 2009.

Dieci paesi europei e la Russia hanno contribuito con denaro e/o risorse, e la Gran Bretagna si è impegnata a unirsi al consorzio al più presto.

I membri esistenti includono la Danimarca, Francia, Germania, Ungheria, Italia, Polonia, Russia, Slovacchia, Spagna, Svezia e Svizzera.

Sviluppato per la prima volta nel 1977, i laser a elettroni liberi, il che significa che gli elettroni sono stati separati dal nucleo dei loro atomi, hanno prodotto un fascio di elettroni ad alta energia. Quello costruito ad Amburgo funzionava nello spettro dei raggi X.

L'XFEL europeo è un cosiddetto laser di "quarta generazione" di questo tipo. La principale differenza con il suo predecessore di terza generazione è il passaggio da un acceleratore circolare a uno lineare.

© 2017 AFP