Tunnelsystemet för den europeiska XFEL röntgenfria elektronlasern nära Hamburg.
En snygg, underjordisk röntgenlaser ska presenteras på fredag i Tyskland, den klart mäktigaste i världen, har forskare på ett dussin fält som rusar för att träna sin mäktiga stråle på sina projekt.
Europeiska XFEL kommer att avslöja-och fånga i bilder-hemligheter på subatomär nivå, lovande genombrott inom medicin, biologi, energi, informationsteknik och kemi.
Det kommer att kartlägga den molekylära arkitekturen för virus och celler; göra tredimensionella nanoskala ögonblicksbilder; och filma kemiska reaktioner när de utvecklas.
Jordforskare ska kunna duplicera och studera processer som inträffar djupt inne i planeter, inklusive vår egen.
"Lasern är den största, och den mäktigaste, källa till röntgen som någonsin gjorts, "Olivier Napoly, en medlem av den franska atomenergikommissionen som hjälpte till att bygga komplexet, sa till AFP.
Den europeiska röntgenfria elektronlasern, eller XFEL, ligger i en serie tunnlar upp till 38 meter (125 fot) under jorden nära staden Hamburg.
Mittpunkten är världens längsta - 1,7 kilometer (en mil) - supraledande linjär accelerator, utformad för att ge den energi som behövs för att generera röntgenblixtar en miljard gånger ljusare än de bästa konventionella strålningskällorna.
Det är 27, 000 röntgenblixtar per sekund, jämfört med 120/sek producerad av en laser av samma typ vid US National Accelerator Laboratory i Stanford, Kalifornien, och 60/sek genererat av en annan i Japan.
För röntgenstrålare, briljans mäts i antalet fotoner-subatomära ljuspartiklar utan elektrisk laddning som rör sig med ljusets hastighet-genererade vid en viss strålningsvåglängd, från gamma- och röntgenstrålar med hög energi, till lågenergi-infraröd och radiovågor.
Uber-lasern är "som en kamera och ett mikroskop som gör det möjligt att se fler små detaljer och processer i nanoworld än någonsin tidigare, "Robert Feidenhan'l, ordförande för den europeiska XFEL -styrelsen, sa till AFP.
Så här fungerar det:För att generera röntgenblixtar, buntar av elektroner accelereras först till höga energier nära ljusets hastighet.
Overhead shot av den europeiska XFEL röntgenfria elektronlasern, nära Hamburg, norra Tyskland.
Filmliknande sekvenser
Elektronerna - laddade med elektrisk kraft - springer sedan genom ett arrangemang av magneter som tvingar partiklarna till en tät, svängande slalombana.
I processen, varje enskild elektron avger röntgenstrålning som blir mer och mer förstärkt.
Elektronerna samlas gradvis till en mängd ultratunna skivor, så att de kan avge sitt ljus i synkronisering och producera extremt korta, intensiva röntgenblixtar av laserljus.
Forskare som arbetar inom medicin är ivriga att träna dessa blinkar på de minsta byggstenarna i levande vävnad, oavsett om det är människor eller patogener.
Som en mekanisk maskin med rörliga delar, biologiska molekyler som utför sina respektive uppgifter ändrar struktur. Den extremt korta varaktigheten av XFEL-pulser skapar filmliknande sekvenser som kan spela in dessa förändringar som aldrig förr.
På energiområdet, forskare hoppas kunna använda de kraftfulla lasrarna för att förbättra effektiviteten hos sol- och bränsleceller.
1,5 miljarder euro (1,7 miljarder dollar) XFEL är en uppskalad version av en mindre, frielektronlaser kallad FLASH, som har använts sedan 2005.
Fram till 2009, det var den enda maskinen i sitt slag som tillverkade laserliknande, kortvågig ultraviolett strålning.
I spetsen för Deutsches Elektronen-Synchrotron, det Hamburgbaserade forskningscentret som byggde FLASH, den europeiska XFEL föddes av ett internationellt avtal som ingicks 2009.
Tio europeiska länder och Ryssland ställde upp med kontanter och/eller resurser, och Storbritannien har lovat att gå med i konsortiet snart.
Existerande medlemmar inkluderar Danmark, Frankrike, Tyskland, Ungern, Italien, Polen, Ryssland, Slovakien, Spanien, Sverige och Schweiz.
Först utvecklad 1977, frielektronlasrar-vilket innebär att elektronerna har separerats från kärnan i deras atomer-producerade en högenergistråle av elektroner. Den som byggdes i Hamburg fungerade i röntgenspektrum.
European XFEL är en så kallad "fjärde generationens" laser av denna typ. Den största skillnaden med tredje generationens föregångare är övergången från en cirkulär till en linjär accelerator.
© 2017 AFP
