1 сентября в Гамбурге состоялась церемония открытия Европейского рентгеновского лазера на свободных электронах XFEL (European X-ray free-electron laser). В создании мощнейшей в мире установки принимали участие 12 стран  – Германия, Великобритания, Венгрия, Дания, Испания, Италия, Польша, Словакия, Франция, Швейцария, Швеция и Россия.

Уникальное устройство занимает тоннель длиной 3,5 км. В нём генерируется рентгеновское электромагнитное излучение сверхвысокой интенсивности. За счёт ярких и сверхкоротких импульсов учёные смогут наблюдать за процессами на наноуровне. Это позволит провести ряд беспрецедентных исследований и расширить мировые познания в области физики, химии, материаловедения, наук о жизни и биомедицине.

По данным портала Phys.org, установка поможет учёным продвинуться в изучении поведения атомов, вирусов и процессов химических реакций.

Установка расположена в городе Шенефельд, недалеко от Гамбурга. Учёные поясняют, что новый лазер сможет производить вспышки с частотой 27 тыс. раз в секунду, что намного превышает все существующие показатели.

«Это проект уникальный, поскольку в его основе лежит особенная технология. Его сверхпроводящий ускоритель позволяет создавать 27 тыс. мощных импульсов в секунду. Если сравнивать с мировыми аналогами: мощность рентгеновских лазеров, подобных тому, что установлен в Стэнфорде, и лазера SACLA в Японии исчисляется лишь сотнями импульсов в секунду. К нам приковано внимание всего мира, ведь теперь наш лазер по своим возможностям намного превосходит все подобные установки», — рассказал RT управляющий директор European XFEL, профессор Роберт Файденхансл.

Лазер по мощности превосходит своих предшественников примерно в 200 раз, что позволит учёным фактически записать так называемое молекулярное кино, в котором впервые в истории науки нанопроцессы можно разложить по кадрам и рассмотреть с максимальной точностью молекулярные структуры.

По словам учёного Дмитрия Хахулина, ведущего исследования на площадке XFEL, этот процесс можно будет сравнить с просмотром футбольного матча.

«Если провести аналогию с футболом… Например, известный матч Германии с Бразилией несколько лет назад. Мы увидели, как игра началась, и конечный счёт, но мы не знали, как это произошло, соответственно, всё интересное мы пропустили. Для того чтобы сделать то же самое с химической реакцией, чтобы понять, что происходит шаг за шагом, нам необходимо иметь такой детектор и ежесекундное разрешение в экспериментах с лазером на свободных электронах и с оптическим лазером», — пояснил он.

Раньше учёным были доступны только начальное химическое состояние системы и конечное, а то, что происходило в промежутке трансформации, оставалось неизвестным. Сам процесс воссоздавали только благодаря химическим законам.

Рентгеновский лазер на свободных электронах — результат совместного труда 11 стран Евросоюза и России. Представитель Курчатовского института Михаил Рычев пояснил RT, что помимо российских учёных проектом занимались лучшие умы из Дании, Франции, Германии, Венгрии, Италии, Польши, Словакии, Испании, Швеции, Швейцарии и Великобритании. Для проведения исследования заявки подали около 60 научных групп, из которых были отобраны 14. Они начнут свои эксперименты уже в сентябре. Первые результаты ожидаются в начале следующего года.

«Одним из основных отличий установки от других — например, от Большого адронного коллайдера в ЦЕРНе, является её очень конкретная практическая направленность. Помимо фундаментальных исследований, которые тоже будут проходить на этой площадке, значительная часть задач, которые будут тут решаться, имеют прямой выход в области медицины, здравоохранения, создания материалов для новых отраслей промышленности», — рассказал Михаил Рычев.

По его словам, высокая интенсивность импульсов позволит получать трёхмерные картины белков, что крайне важно в таких областях, как медицина и фармакология. И российские учёные во многом способствовали достижению этого прогресса.

Источник