L'esperimento Advanced Photoinjector (APEX) e la linea di luce di prova al Berkeley Lab, qui raffigurato nel 2016, servito come prototipo per il progetto di aggiornamento del laser a raggi X LCLS-II. Credito:Roy Kaltschmidt/Berkeley Lab
Il successo del test del cannone elettronico LCLS-II (vedi articolo correlato) segna il culmine di uno sforzo di ricerca e sviluppo che dura da più di un decennio presso il Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) del Dipartimento dell'energia.
Il design della pistola è stato concepito nel 2006 da John W. Staples, un fisico in pensione del Berkeley Lab, e Fernando Sannibale, uno scienziato senior nella divisione di tecnologia degli acceleratori e fisica applicata del Berkeley Lab. Subito dopo, iniziò il lavoro su un prototipo di cannone elettronico noto come Advanced Photoinjector EXperiment (APEX) che sarebbe poi diventato il prototipo del cannone elettronico LCLS-II.
Lo sviluppo del prototipo di cannone APEX è stato guidato da Sannibale, che ora serve come vice per le operazioni di accelerazione per Advanced Light Source (ALS) del Berkeley Lab. La SLA genera luce da elettroni accelerati.
punti metallici, che rimane uno scienziato affiliato al Berkeley Lab e ora sta assistendo al lavoro concettuale su un cannone elettronico di nuova generazione proposto da Sannibale e noto come APEX-2, accreditato precedenti sforzi di ingegneria da Russell "Russ" Wells di Berkeley Lab, ora in pensione, e Steve Virostek sull'APEX e sui cannoni elettronici LCLS-II e relativa strumentazione.
Sannibale ha detto, "Dieci anni dopo aver iniziato a lavorare su questo concetto al Berkeley Lab, è molto soddisfacente per tutti noi vedere i rapidi progressi che si stanno compiendo nella messa in servizio di questo importante componente LCLS-II." Il progetto LCLS-II è un aggiornamento del laser a elettroni liberi a raggi X Linac Coherent Light Source presso SLAC National Laboratorio di accelerazione.
Da sinistra a destra:Daniele Filippetto, Fernando Sannibale, Giovanni Staples, e Russell Wells hanno partecipato al progetto di ricerca e sviluppo per il cannone elettronico APEX e il progetto di test della linea di luce presso il Berkeley Lab. APEX è servito come prototipo per il cannone elettronico e l'iniettore del progetto LCLS-II. Credito:Roy Kaltschmidt/Berkeley Lab
Virostek, un ingegnere senior del Berkeley Lab che ha guidato la costruzione della pistola LCLS-II, accreditato gli sforzi di un team multidisciplinare che comprendeva ingegneri, fisici, tecnici, progettisti meccanici, e personale di officina di fabbricazione, tra gli altri, nel portare la pistola dal tavolo da disegno alla fase di collaudo.
"Un progetto di questa portata e complessità richiede un'enorme pianificazione, coordinazione, e competenza, e il nostro team è stato all'altezza della sfida, " ha detto Virostek.
Daniele Filippetto, uno scienziato del Berkeley Lab che era responsabile del sistema laser e della diagnostica e delle misurazioni del raggio di elettroni per la pistola APEX e ha guidato lo sforzo per utilizzare la pistola prototipo APEX come una sonda di elettroni ultraveloce nota come apparato di dispersione di elettroni ad alta velocità di ripetizione ( HiRES), disse, "Questa è una pietra miliare molto grande per Berkeley Lab."
Ha osservato che la pistola a iniettore LCLS-II e il suo prototipo rappresentano "una nuova generazione di strumentazione ultraveloce che è di importanza strategica per gli Stati Uniti Questo è il risultato del lavoro di ricerca e sviluppo svolto esclusivamente presso il Berkeley Lab per progettare e dimostrare una nuova tecnologia con prestazioni senza precedenti che ha permesso al sogno di LCLS-II di diventare una realtà tecnologicamente realizzabile."
Oltre al cannone elettronico stesso, Berkeley Lab ha anche progettato i primi 2 metri della linea di luce di elettroni LCLS-II, che include componenti chiave per comprimere e focalizzare il fascio di elettroni. Staples si è detto lieto che il design del cannone elettronico LCLS-II, che si basa sulla struttura accelerante "cavità portapillole rientrante" che è stata concettualizzata all'APEX, "si è rivelato funzionare magnificamente."
Ha aggiunto, "La fisica non è così difficile, ma l'ingegneria è ciò che l'ha fatto funzionare. Questo è un trionfo ingegneristico".