XPP, o instrumento -ray Pump Probe de raios X da Linac Coherent Light Source (LCLS), está novamente on-line e recebendo pesquisadores após uma reconstrução completa. A revisão preparou o XPP para o aumento significativo na produção de-raios X esperado da atualização contínua de alta-energia para LCLS no Laboratório Nacional de Aceleradores SLAC do Departamento de Energia. O LCLS é uma instalação pioneira de laser de elétrons-sem raios X-usada por cientistas de todo o mundo para capturar instantâneos ultrarrápidos de processos naturais.
"Concluir a reconstrução do XPP dentro do-prazo e do{1}}orçamento é um marco importante para o esforço de atualização de alta-energia, e estamos entusiasmados com o fato de o instrumento estar de volta para apoiar pesquisadores de todo o mundo", disse John Hogan, diretor de projeto para a atualização de alta-energia do LCLS. "Este foi um enorme esforço de equipe, envolvendo parceiros das equipes de engenharia, ciência e projetos do SLAC."
Desde sua estreia em 2010, o XPP permitiu pesquisas inovadoras em ciência de materiais-desde armazenamento de informações quânticas até dinâmica de materiais em escalas de tempo-bem como estudos em química, física e biociências. Os pesquisadores aproveitaram o XPP para serem pioneiros em tecnologias de óptica de raios X-, incluindo osciladores de raios X-baseados em cavidades que estão moldando futuras instalações de laser de elétrons-livres de raios X-.
A recente reconstrução-que durou um ano preparou o XPP para a próxima atualização-de alta energia para LCLS, que começou em 2025 e levará cerca de dois anos para ser concluída. Após a atualização, o LCLS produzirá raios X de alta{4}}energia-com taxas de repetição de até um milhão de pulsos por segundo, permitindo que o XPP colete mais dados, alcance maior resolução espacial e suporte uma gama mais ampla de experimentos.
"Em 2010, o XPP se tornou o primeiro instrumento no mundo a usar raios X-de um laser de elétrons-livres de raios X-", disse Takahiro Sato, líder do instrumento XPP. "Tem sido um instrumento que usamos para desenvolver novas ferramentas e técnicas experimentais e para mostrar a ciência ultrarrápida. Com esta atualização, estamos permitindo que ela permaneça na vanguarda deste campo."
Para preparar o XPP para o grande aumento de fótons, energias mais altas e cargas de calor associadas, as equipes retiraram todo o instrumento, removendo componentes legados e reconstruindo o instrumento com peças novas e recondicionadas.
Uma adição importante é um monocromador de cristal duplo de grande deslocamento, que será crio-resfriado usando nitrogênio líquido a aproximadamente -260 graus F para lidar com maiores cargas de calor e minimizar as flutuações de temperatura durante os experimentos.
A equipe também atualizou o sistema de multiplexação, que pode dividir o-feixe de raios X do LCLS em dois-direcionando um fluxo para XPP enquanto envia outro downstream para outros instrumentos-para que vários experimentos possam ser executados ao mesmo tempo. O novo sistema de multiplexação substitui o antigo e é mais confiável e estável.
"Essa reconstrução em grande-escala ocorreu em uma instalação operacional e estou orgulhoso de como nossa equipe trabalhou para cronometrar cuidadosamente e coordenar com outras equipes para que isso acontecesse", disse Rebecca Armenta, engenheira-chefe da reconstrução do XPP.
O XPP retornará às operações normais nesta primavera e verá um grande aumento de capacidade quando o feixe de{0}alta energia entrar em operação no final de 2027.
A equipe continuará selecionando atualizações durante os períodos de inatividade programados este ano, incluindo a substituição dos sistemas de contenção de feixe existentes por versões que serão compatíveis com energias mais altas e a atualização da bomba laser óptica com um novo sistema projetado para o LCLS atualizado.
"Ainda há trabalho a ser feito, mas é ótimo ver o instrumento de volta ao serviço para os usuários", disse Diling Zhu, cientista-chefe de instrumentos da atualização de alta-energia do LCLS e vice-diretor da Divisão de Ciência, Pesquisa e Desenvolvimento do LCLS. "Temos colaboradores de todo o mundo que esperam ansiosamente que o XPP volte a funcionar e estamos entusiasmados em recebê-los de volta."
