Gelişmiş Işık Kaynağı - Advanced Light Source
Gelişmiş Işık Kaynağı (ALS) bir araştırma tesisidir Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı içinde Berkeley , California . Dünyanın en parlak ultraviyole ve yumuşak x-ışını ışık kaynaklarından biri olan ALS, enerji aralığında birinci "üçüncü nesil" senkrotron ışık kaynağıdır ve bilimsel kullanım için çok sayıda son derece parlak yoğun ve tutarlı kısa dalga boylu ışık kaynağı sağlar. dünyanın dört bir yanından araştırmacılar tarafından yapılan deneyler. ABD Enerji Bakanlığı (DOE) tarafından finanse edilmekte ve California Üniversitesi tarafından işletilmektedir . Stephen Kevan , Haziran 2018'de ALS'nin direktörü oldu.
Kullanıcılar
ALS, her yıl dünya çapında akademik, endüstriyel ve hükümet laboratuvarlarından yaklaşık 2.000 araştırmacıya ("kullanıcıya") hizmet vermektedir. ALS'deki deneyler, yılda 5.000 saatin üzerinde eşzamanlı olarak çalışabilen yaklaşık 40 ışın hattında gerçekleştirilir ve bu da çok çeşitli alanlarda yılda yaklaşık 1.000 bilimsel yayınla sonuçlanır. Nitelikli herhangi bir araştırmacı, bir ALS ışın hattı kullanmayı önerebilir. Akran değerlendirmesi , ALS'ye ışın süresi için başvuran araştırmacılardan alınan en önemli teklifler arasından seçim yapmak için kullanılır. Bir kullanıcının araştırması uygunsuzsa (yani, kullanıcı sonuçları açık literatürde yayınlamayı planlıyor) ışın süresi için ücret alınmaz. Kullanıcıların yaklaşık% 16'sı ABD dışından geliyor.
Nasıl çalışır
Işık hızına yakın hareket eden elektron demetleri, ALS depolama halkasındaki mıknatıslar tarafından neredeyse dairesel bir yola zorlanır. Bu mıknatıslar arasında, elektronların "dalgalanma" adı verilen cihazlarda düzinelerce alternatif polariteye sahip mıknatıslar tarafından slalom benzeri bir yola zorlandığı düz bölümler vardır. Bu mıknatısların etkisi altında, elektronlar kızılötesinden görünür, ultraviyole ve x-ışını rejimleriyle elektromanyetik radyasyon ışınları yayarlar. Elde edilen ışınlar, elektronların yolunun yönü boyunca koşutlanmış, ışın çizgilerini deney son istasyonlarındaki aletlere doğru parlatır.
Araştırma bölgeleri
Düşük enerjili yumuşak x-ışını ışığı, ALS'nin uzmanlık alanıdır, önemli bir boşluğu doldurur ve diğer DOE ışık kaynağı tesislerini tamamlar. Daha yüksek enerjili x-ışınları, süper iletken mıknatısların elektronların yolunda "süper bükülmeler" oluşturduğu yerlerden de elde edilebilir. Yumuşak x-ışınları, maddenin elektronik yapısını karakterize etmek ve temel ve kimyasal özgüllükle mikroskobik yapıları ortaya çıkarmak için kullanılır. Malzeme bilimi, biyoloji, kimya, fizik ve çevre bilimlerinde yapılan araştırmalar bu yetenekleri kullanır.
Devam eden araştırma konuları ve teknikleri
- Maddenin elektronik yapısını araştırmak
- Yeni nesil fotolitografi için optiklerin ve fotorezistlerin test edilmesi
- Manyetik malzemeleri anlamak
- 3D biyolojik görüntüleme
- Protein kristalografisi
- Ozon fotokimyası
- Hücrelerin X-ışını mikroskobu
- Kimyasal reaksiyon dinamikleri
- Atomik ve moleküler fizik
- Aşırı ultraviyole litografi
- Senkrotron kızılötesi nano spektroskopi (SINS)
Bilimsel ve teknolojik yenilikler ve gelişmeler
- Elektrikli araçlar ve mobil elektronik cihazlar için daha uzun ömürlü lityum iyon piller
- Kompakt veri depolama için nano ölçekli manyetik görüntüleme
- Esnek ve üretimi kolay plastik güneş pilleri
- Temiz, yenilenebilir enerji için " yapay fotosentez " den yararlanma
- Daha temiz yanan yakıtlar için ince ayarlı yanma
- Yakıt hücreleri , kirlilik kontrolü veya yakıt arıtma için daha etkili kimyasal reaksiyonlar
- Ortamdaki toksinleri temizlemek için mikrop kullanmak
- Bol, yenilenebilir bitkilerden daha ucuz biyoyakıtlar
- Akılcı ilaç tasarımı için protein yapılarını çözme
- Daha güçlü bilgisayarlar için her zamankinden daha küçük transistörler üretmek
Tarih
ALS ilk olarak 1980'lerin başında eski LBNL direktörü David Shirley tarafından önerildiğinde , şüpheciler yumuşak x-ışınları ve ultraviyole ışık için optimize edilmiş bir senkrotron kullanımından şüphe ediyorlardı. Eski ALS direktörü Daniel Chemla'ya göre , "ALS gibi üçüncü nesil bir yumuşak röntgen tesisi için bilimsel durum her zaman temelde sağlamdı . Ancak, daha büyük bilim camiasını bunun zorlu bir savaş olduğuna inandırmak."
1987 Reagan yönetim bütçesi, ALS'nin inşası için 1.5 milyon $ tahsis etti. Planlama ve tasarım süreci, zemin 1988'de kırılmış 1987 yılında başladı ve inşaat 1993 yılında tamamlandı tarafından tasarlanan, 1930'larda geçen kubbeli yapıya dahil yeni bina Arthur Brown, Jr. (tasarımcısı Coit Kulesi de San Francisco ) için house EO Lawrence'ın 184 inçlik siklotronu, 1939 Nobel Fizik Ödülü'nü aldığı ilk siklotronunun gelişmiş bir versiyonu .
ALS Mart 1993'te görevlendirildi ve resmi ithaf 22 Ekim 1993 sabahı gerçekleşti.
Olağanüstü bilim arayışında, ALS, ALS'yi bilimin sınırlarında tutacak tesis yükseltmelerini sağlamak için stratejik bir plan geliştirdi.
ALS-U
ALS'yi yükseltmek için ALS-U adlı yeni bir proje çalışıyor. Son zamanlardaki hızlandırıcı fiziği buluşları artık, mevcut ALS'den en az 100 kat daha parlak olan, yüksek düzeyde odaklanmış yumuşak x-ışını ışık demetlerinin üretimini mümkün kılıyor.
Depolama halkası bir dizi yeni yükseltmenin yanı sıra yeni bir akümülatör halkası alacaktır. Yeni halka, çok uçlu akromat (MBA) kafes adı verilen yoğun, dairesel bir dizi halinde düzenlenmiş güçlü, kompakt mıknatıslar kullanacak. Hızlandırıcı kompleksindeki diğer iyileştirmelerle birlikte, yükseltilmiş makine, benzeri görülmemiş ayrıntılarla maddeyi araştırmak için parlak, sabit yüksek enerjili ışık huzmeleri üretecek.
Referanslar
Dış bağlantılar
Koordinatlar : 37 ° 52'33 "K 122 ° 14'55" W / 37,8757 ° K 122,2485 ° W