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美国最具野心的激光器:世界最强X射线激光器

  ——美国政府某顾问小组近日提议,美国应建造一种实现电子注入材料和化学反应、功能强大的新型X射线激光器

  美国能源部下属的基础能源科学委员会(BESAC)近日驳回了有关未来X射线光源的四项提案,取而代之的是一项更具雄心的愿景。该委员会表示,如果来自各个阵营的支持者能够强强联手,这一愿景是可以实现的。

  负责此项研究的麻省理工学院加速器物理学家William Barletta表示,"我们需要一种真正出类拔萃的革命性系统,一种通过磁力来扭动电子束以发射相干/同相X射线的'自由电子激光器'"。新型激光器应能提供很高的X射线脉冲重复率和较广的X射线光子能量范围。

  这一想法与劳伦斯伯克利国家实验室(Lawrence Berkeley National Laboratory)的一项提案不谋而合;该项命名为"下一代光源"(NGLS)的提案原则上已通过能源部审核,但还需经过国会的详细审查。

自由电子激光器

  但该委员会建议的能量范围要大于NGLS提议的范围,而与斯坦福线性加速器中心(Stanford Linear Accelerator Center)的相应提案范围相重合;后一项提案是对线性相干光源(LCLS)系统进行升级,这是一种已投入运行的自由电子激光器。

  伯克利实验室主任Paul Alivisatos称NGLS已经过一系列缩减,将建造成本控制在10亿美元以内。除此之外确实存在其他更具雄心、接近于该委员会5千电子伏特目标的提案,但其建造成本均太高。Barletta认为NGLS与LCLS提案各有优缺点,两个实验室应加以联手以"取人之长、补己之短"。

  委员会还听取了支持者对"终极储存环"的意见,这是一种类似于X射线同步加速器但能够发射相干X射线的装置。而类似于同步加速器,能量回收型加速器(Energy Recovery Linac)也可以通过回收光束来储存能量。

  Barletta称,能源部应认真审查有关升级现有同步加速器的各项计划,以确认将经费花在建造新型终极储存环上是否更实在。瑞典、巴西和日本等一些其他国家已在建造更为先进的同步加速器。

  Viki译 Alex校对

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