XPP, sonda pompy rentgenowskiej w źródle światła spójnego Linac (LCLS), jest ponownie dostępna i wita badaczy po całkowitej przebudowie. Remont przygotował XPP na znaczny wzrost-promieniowania X, jakiego oczekuje się w wyniku trwającej-modernizacji wysokoenergetycznej do LCLS w Narodowym Laboratorium Akceleratorów SLAC Departamentu Energii. LCLS to pionierski laser na-bezpromieniowych-elektronach rentgenowskich, używany przez naukowców na całym świecie do rejestrowania ultraszybkich migawek naturalnych procesów.
„Zakończenie odbudowy XPP w-terminie i-budżecie to kluczowy kamień milowy w wysiłku-modernizacji wysokoenergetycznej. Jesteśmy podekscytowani, że instrument ponownie wspiera badaczy z całego świata” – powiedział John Hogan, dyrektor projektu ds. wysokoenergetycznej modernizacji LCLS-. „To był ogromny wysiłek zespołowy, w którym uczestniczyli partnerzy z zespołów inżynieryjnych, naukowych i projektowych SLAC”.
Od debiutu w 2010 r. XPP umożliwił przełomowe badania w dziedzinie inżynierii materiałowej-od kwantowego przechowywania informacji po dynamikę materiałów w różnych skalach czasowych-a także badania w dziedzinie chemii, fizyki i nauk biologicznych. Naukowcy wykorzystali XPP do opracowania pionierskich technologii-optyki rentgenowskiej, w tym-wnękowych-oscylatorów rentgenowskich, które kształtują przyszłe obiekty wykorzystujące-bezpromieniowe-lasery elektronowe X.
Niedawna-całoroczna przebudowa przygotowała XPP na nadchodzącą-wysokoenergetyczną modernizację do LCLS, która rozpoczęła się w 2025 r. i potrwa około dwóch lat. Po modernizacji LCLS będzie wytwarzać-energetyczne-promienie X z częstotliwością powtarzania do miliona impulsów na sekundę, co umożliwi XPP zebranie większej ilości danych, osiągnięcie wyższej rozdzielczości przestrzennej i obsługę szerszego zakresu eksperymentów.
„W 2010 roku XPP stał się pierwszym instrumentem na świecie, który wykorzystywał twarde-promieniowanie rentgenowskie z lasera na-swobodnych-elektronach rentgenowskich” – powiedział Takahiro Sato, kierownik instrumentu XPP. „To instrument, którego użyliśmy do opracowania nowych narzędzi i technik eksperymentalnych oraz do zaprezentowania ultraszybkiej nauki. Dzięki temu ulepszeniu umożliwiamy mu pozostanie w czołówce w tej dziedzinie”.
Aby przygotować XPP na znaczny wzrost liczby fotonów, wyższych energii i związanych z nimi obciążeń cieplnych, zespoły rozebrały cały instrument, usuwając starsze komponenty i odbudowując instrument przy użyciu nowych i odnowionych części.
Kluczowym dodatkiem jest monochromator dwukrystaliczny z dużym przesunięciem, który będzie-chłodzony krio przy użyciu ciekłego azotu do temperatury około -260 stopni F, aby wytrzymać zwiększone obciążenie cieplne i zminimalizować wahania temperatury podczas eksperymentów.
Zespół unowocześnił także system multipleksowania, który może podzielić wiązkę-promienia LCLS X na dwie-kierując jeden strumień do XPP, a drugi wysyłając w dół do innych instrumentów,-dzięki czemu można przeprowadzić wiele eksperymentów jednocześnie. Nowy system multipleksowania zastępuje stary i jest bardziej niezawodny i stabilny.
„Ta{0}}przebudowa na dużą skalę odbyła się w działającym obiekcie i jestem dumna z tego, jak nasz zespół pracował nad dokładnym harmonogramem i koordynacją działań z innymi zespołami, aby tak się stało” – powiedziała Rebecca Armenta, główny inżynier ds. przebudowy XPP.
XPP powróci do normalnej działalności wiosną tego roku, a jego możliwości znacznie wzrosną, gdy-wiązka wysokoenergetyczna zostanie uruchomiona pod koniec 2027 r.
Zespół będzie kontynuował wybrane ulepszenia podczas zaplanowanych przestojów w tym roku, w tym wymianę istniejących systemów powstrzymywania wiązki na wersje, które będą kompatybilne z wyższymi energiami i modernizację lasera z pompą optyczną za pomocą nowego systemu zaprojektowanego dla zmodernizowanego LCLS.
„Nadal jest wiele do zrobienia, ale wspaniale jest znowu widzieć instrument w służbie użytkowników” – powiedział Diling Zhu, główny naukowiec zajmujący się instrumentami w-modernizacji wysokoenergetycznej LCLS i zastępca dyrektora oddziału w dziale nauki, badań i rozwoju LCLS. „Mamy współpracowników z całego świata, którzy z niecierpliwością czekali na powrót XPP do trybu online i cieszymy się, że możemy ich ponownie powitać”.
