Появление новой установки, которая поможет ученым описывать атомную структуру, ожидается в недалеком будущем – европейские ученые приняли конвенцию по развитию проекта создания сверхмощного рентгеновского лазера.

Проект XFEL (Х-Ray Free Electron Laser) реализует исследования ученых в области синхротронного излучения и его фокусировки в мощный коротковолновый лазер, яркость которого в миллион раз превзойдет показатели самых современных рентгеновских установок, используемых для изучения и получения изображений молекул и атомов.

Создание пучка рентгеновского излучения, сфокусированного в наноразмерный луч, позволит решать исследовательские задачи в различных областях современной науки: от детального понимания структуры и взаимодействия белков, необходимого для создания лекарств – до разработки технологий химического связывания избыточного углекислого газа в атмосфере.

Быстрый анализ атомной структуры, который станет возможным за счет «фотографирования» рентгеновским лазером мельчайших объектов, поможет описать динамику химических процессов и расширить возможности создания наноструктур.

Четырнадцать стран Европы подготовили конвенцию, определяющую их участие в этом уникальном и дорогостоящем проекте. Научный и финансовый вклад стран в строительство установки будет отражаться на возможности ученых использовать ее в своих экспериментах. Профессор Джон Вуд (John Wood), один из руководителей проекта, так комментирует начавшееся сотрудничество: «Достигнутое соглашение приближает нас к созданию одной из самых больших научных инфраструктур, которая будет приносить плоды в течение нескольких десятилетий».

Установка, для возведения которой объединяются финансовые и научные ресурсы стран Европы, будет стоить миллиард фунтов и займет по протяженности 3.3 км – местом строительства в Германии станет территория между городами Гамбургом и Шлесвигом.

Расположение XFEL в окрестностях Гамбурга. Красная линия – длина XFEL, синие линии – объекты научного центра DESY

Ускорение свободных электронов и корректировка траектории их движения в мощном магнитном поле будет происходить в трехкилометровой трубе. Поскольку луч упорядоченных электронов, движущихся со скоростью, близкой к скорости света можно сфокусировать в расстояние порядка длины волны, а это 6–10 нм, на выходе из ускорителя будет образовываться мощный рентгеновский лазерный луч, позволяющий делать изображения микроскопических объектов с высочайшим разрешением.

Ученые справедливо полагают, что данная установка послужит «ускорителем» развития таких научных дисциплин как химия, биология, материаловедение, физика и объединяющая их нанотехнология. По словам профессора Вуда, «Многочисленные физические и материаловедческие организации уже включены в эту программу, и я знаю, что они очень довольны продвижением проекта».

В проекте XFEL принимают участие следующие страны: Германия, Франция, Дания, Греция, Венгрия, Италия, Польша, Россия, Словакия, Испания, Швеция, Швейцария, Китай и Великобритания.

По материалам Imperial College London

Мария Костюкова