Un team europeo XFEL presso l'Istituto di tecnologia di Karlsruhe ha testato una bobina modello del modulo pre-serie dell'ondulatore superconduttore (S-PRESSO) progettato per un aggiornamento dell'XFEL europeo. Ha raggiunto un campo magnetico da record. Questo traguardo è riportato in Frontiers in Physics .
Gli ondulatori sono uno dei dispositivi più importanti per un laser a elettroni liberi come l'XFEL europeo a Schenefeld vicino ad Amburgo. Con l'aiuto di una serie di potenti magneti un ondulatore crea una luce estremamente brillante forzando gli elettroni in rapido movimento su un percorso di slalom. Inoltre, gli ondulatori stimolano gli elettroni ad emettere radiazioni elettromagnetiche simili a laser.
La forza dei magneti di un ondulatore determina la sintonizzabilità della gamma di energia dei fotoni disponibile per gli esperimenti. Il gruppo dei sistemi ondulatori dell'XFEL europeo ha avviato diverse attività in collaborazione con Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY per consentire l'implementazione degli ondulatori superconduttori nell'XFEL europeo nei prossimi anni.
Il contratto per il modulo pre-serie dell'ondulatore superconduttore (S-PRESSO) composto da due coppie di bobine e uno sfasatore è stato assegnato a Bilfinger Noell GmbH. Ora, un team europeo XFEL presso l’Istituto di tecnologia di Karlsruhe ha testato un modello di bobina superconduttiva lunga 30 centimetri progettata e costruita da Bilfinger Noell GmbH. Il campo magnetico del modello S-PRESSO ha raggiunto 2 Tesla, il più grande mai raggiunto da tali ondulatori.
L'XFEL europeo prevede di utilizzare ondulatori superconduttori per raggiungere lunghezze d'onda corte senza precedenti e energie fotoniche elevate superiori a 50.000 elettronvolt (50 keV). Raggi X così intensi sono necessari per studiare processi non riproducibili che vivono su scale temporali che vanno dai microsecondi ai femtosecondi e si verificano in ambienti campione di difficile accesso.
I laser a raggi X sono uno strumento eccezionale per la ricerca su biomolecole, farmaci, materiali solidi o persino stati quantistici. Inoltre, sono importanti per la scienza dell'alta densità energetica per studiare l'evoluzione del pianeta e per la microscopia in situ sui processi tecnologici, ad esempio la ricerca sulla saldatura o sulle batterie.
Ulteriori informazioni: Sara Casalbuoni et al, Attività di ondulatori superconduttori presso l'impianto laser a elettroni liberi a raggi X europeo, Frontiers in Physics (2023). DOI:10.3389/fphy.2023.1204073
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