XPP, l'instrument de sonda de bomba de raigs X-de la font de llum coherent de Linac (LCLS), torna a estar en línia i dóna la benvinguda als investigadors després d'una reconstrucció completa. La revisió ha preparat XPP per a l'augment significatiu de la sortida de raigs X-que s'espera de l'actualització en curs d'alta-energia a LCLS al Laboratori Nacional de l'Accelerador SLAC del Departament d'Energia. LCLS és una instal·lació pionera de làser d'electrons-lliures de raigs X- utilitzada per científics d'arreu del món per capturar instantànies ultra ràpides de processos naturals.
"Completar la reconstrucció de l'XPP a-temps i-pressupost és una fita clau per a l'esforç d'actualització d'alta-energia, i estem encantats que l'instrument torni a donar suport a investigadors d'arreu del món", va dir John Hogan, director del projecte de l'actualització d'alta-energia de LCLS. "Aquest va ser un gran esforç d'equip, que va implicar socis dels equips d'enginyeria, ciència i projectes de SLAC".
Des del seu debut el 2010, XPP ha permès investigacions innovadores en la ciència dels materials-des de l'emmagatzematge d'informació quàntica fins a la dinàmica dels materials a escala temporal-a més d'estudis en química, física i biociència. Els investigadors han aprofitat l'XPP per ser pioners en tecnologies d'òptica de raigs X{-, inclosos oscil·ladors de raigs X{{-basats en cavitats-que estan configurant futures instal·lacions làser d'electrons lliures{-X-.
La recent reconstrucció d'un-any de durada va preparar XPP per a la propera actualització d'alta-energia a LCLS, que va començar el 2025 i trigarà uns dos anys a completar-se. Després de l'actualització, LCLS produirà raigs X d'alta-energia-a velocitats de repetició de fins a un milió de polsos per segon, cosa que permetrà a XPP recopilar més dades, aconseguir una resolució espacial més alta i donar suport a una gamma més àmplia d'experiments.
"L'any 2010, XPP es va convertir en el primer instrument del món a utilitzar raigs X-durs d'un làser d'electrons lliures{-de raigs X", va dir Takahiro Sato, responsable de l'instrument XPP. "Ha estat un instrument que hem utilitzat per desenvolupar noves eines i tècniques experimentals i per mostrar la ciència ultraràpida. Amb aquesta actualització, estem permetent que es mantingui a l'avantguarda d'aquest camp".
Per preparar XPP per a l'augment important de fotons, energies més altes i càrregues de calor associades, els equips van eliminar tot l'instrument, eliminant components heretats i reconstruint l'instrument amb peces noves i renovades.
Una addició clau és un monocromador de doble cristall gran offset, que es refredarà crio-utilitzant nitrogen líquid fins a aproximadament -260 graus F per gestionar l'augment de les càrregues de calor i minimitzar les fluctuacions de temperatura durant els experiments.
L'equip també va actualitzar el sistema de multiplexació, que pot dividir el feix de raigs X LCLS-en dos-dirigir un flux a XPP mentre envia un altre aigües avall a altres instruments-perquè es puguin executar diversos experiments alhora. El nou sistema de multiplexació substitueix l'antic i és més fiable i estable.
"Aquesta reconstrucció a gran-escala es va dur a terme dins d'una instal·lació operativa, i estic orgullós de com el nostre equip va treballar per programar amb cura i coordinar-se amb altres equips per fer-ho possible", va dir Rebecca Armenta, enginyera principal de la reconstrucció de XPP.
XPP tornarà a les seves operacions normals aquesta primavera i tindrà un gran augment de la capacitat quan el feix d'alta-energia estigui en línia a finals de 2027.
L'equip continuarà amb les actualitzacions seleccionades durant els temps d'inactivitat programats aquest any, inclosa la substitució dels sistemes de contenció del feix existents per versions que siguin compatibles amb energies més altes i l'actualització del làser de la bomba òptica amb un nou sistema dissenyat per al LCLS actualitzat.
"Encara queda feina per fer, però és fantàstic veure que l'instrument torna al servei dels usuaris", va dir Diling Zhu, científic principal d'instruments de l'actualització d'alta-energia de LCLS i director adjunt de la divisió de Ciència, Recerca i Desenvolupament de LCLS. "Tenim col·laboradors d'arreu del món que han esperat ansiosament que XPP torni a estar en línia, i estem encantats de donar-los la benvinguda de nou".
