LCLS(Linac Coherent Light Source)의 X-선 펌프 프로브 장비인 XPP가 완전히 재구축된 후 다시 온라인 상태가 되어 연구원들을 맞이하고 있습니다. 정밀 검사를 통해 에너지부 산하 SLAC 국립 가속기 연구소에서 진행 중인 LCLS에 대한 고에너지 업그레이드로 인해 예상되는 X{2}}선 출력의 상당한 증가를 위해 XPP가 준비되었습니다. LCLS는 전 세계 과학자들이 자연 과정의 초고속 스냅샷을 포착하기 위해 사용하는 선구적인 X-선 없는-전자 레이저 시설입니다.
LCLS 고에너지 업그레이드 프로젝트 디렉터인 John Hogan은 "시간과 예산에 맞춰 XPP 재구축을-완료하는 것은-고에너지 업그레이드 노력의 핵심 이정표입니다. 이 장비가 다시 전 세계 연구자를 지원하게 되어 매우 기쁩니다."라고 말했습니다. "이것은 SLAC의 엔지니어링, 과학 및 프로젝트 팀 전반의 파트너가 참여한 엄청난 팀 노력이었습니다."
2010년 출시 이후 XPP는 화학, 물리학, 생명과학 연구뿐만 아니라{1}}양자 정보 저장부터 시간 척도에 따른 재료 역학까지{2}}재료 과학 전반에 걸쳐 획기적인 연구를 가능하게 했습니다. 연구자들은 미래의 X-선 없는-전자 레이저 시설을 형성하는 공동-기반 X-선 발진기를 포함한 X-선 광학 기술을 개척하기 위해 XPP를 활용했습니다.
최근 1년 동안 진행된 재구축을 통해 2025년에 시작되어 완료하는 데 약 2년이 걸릴 예정인 LCLS로의 향후 고에너지 업그레이드를 위한 XPP가{1}}준비되었습니다. 업그레이드 후 LCLS는 초당 최대 백만 펄스의 반복 속도로 고{4}}에너지 X-선을 생성하여 XPP가 더 많은 데이터를 수집하고 더 높은 공간 해상도를 달성하며 더 넓은 범위의 실험을 지원할 수 있게 됩니다.
XPP 장비 책임자인 Takahiro Sato는 "2010년에 XPP는 X-선 자유-전자 레이저의 하드 X{1}선을 사용하는 세계 최초의 장비가 되었습니다."라고 말했습니다. "이것은 우리가 새로운 실험 도구와 기술을 개발하고 초고속 과학을 선보이는 데 사용한 도구였습니다. 이번 업그레이드를 통해 우리는 이 장치가 이 분야의 선두에 남을 수 있게 되었습니다."
광자 증가, 더 높은 에너지 및 관련 열 부하에 대해 XPP를 준비하기 위해 팀은 전체 장비를 제거하고 기존 구성 요소를 제거하고 새 부품과 리퍼브 부품으로 장비를 재구성했습니다.
주요 추가 사항은 대형 오프셋 이중 크리스탈 모노크로메이터(Large Offset Double Crystal Monochromator)입니다. 이는 액체 질소를 사용하여 약 -260°F까지 극저온 냉각되어 실험 중 증가된 열 부하를 처리하고 온도 변동을 최소화합니다.
또한 팀은 LCLS X-선 빔을 두 개로 분할하여{1}}한 스트림을 XPP로 보내고 다른 스트림은 다른 기기로 보낼 수 있도록{2}}여러 실험을 동시에 실행할 수 있는 다중화 시스템도 업그레이드했습니다. 새로운 다중화 시스템은 기존 시스템을 대체하며 더욱 안정적이고 안정적입니다.
XPP 재구축 수석 엔지니어인 Rebecca Armenta는 "이 대규모-재구축은 운영 시설 내에서 이루어졌으며 이를 실현하기 위해 우리 팀이 신중하게 시간 일정을 잡고 다른 팀과 협력하여 작업한 방식이 자랑스럽습니다."라고 말했습니다.
XPP는 올 봄에 정상 작동으로 복귀하며 2027년 말에 고에너지 빔이 가동되면{0}}성능이 크게 향상될 것입니다.
팀은 기존 빔 억제 시스템을 더 높은 에너지와 호환되는 버전으로 교체하고 광학 펌프 레이저를 업그레이드된 LCLS용으로 설계된 새로운 시스템으로 업그레이드하는 것을 포함하여 올해 예정된 가동 중지 시간 동안 선별적인 업그레이드를 계속할 것입니다.
LCLS 고에너지 업그레이드의 수석 기기 과학자이자 LCLS 과학, 연구 및 개발 부서의 부국장인 Diling Zhu는 "아직 해야 할 일이 있지만 기기가 다시 사용자에게 서비스를 제공하는 것을 보니 정말 기쁩니다."라고 말했습니다. "우리는 XPP가 다시 온라인으로 돌아오기를 애타게 기다려온 전 세계의 협력자들을 보유하고 있으며, 그들이 다시 돌아온 것을 기쁘게 생각합니다."
