Världens mest kraftfulla röntgenlaser öppnade fredag ​​i Tyskland, lovar att kasta nytt ljus över mycket små saker genom att låta forskare penetrera atomernas inre funktion, virus och kemiska reaktioner.

Megaprojektet genererar extremt intensiva laserblixtar, med en häpnadsväckande takt på 27, 000 per sekund, inuti en 3,4 kilometer lång tunnel nedanför den norra staden Hamburg.

Hyllad som ett av Europas mest banbrytande forskningsprojekt, den europeiska XFEL, gömd 38 meter (125 fot) under majsfält och bostadsområden, öppnades efter åtta års konstruktion vid en ceremoni för att klippa band med vetenskaps- och teknikministrar från de 11 inblandade länderna.

I hjärtat av anläggningen för 1,5 miljarder euro (1,7 miljarder dollar) är det ultrasnabba röntgenlaserblixtljuset, som gör det möjligt för forskare för första gången att titta djupt inuti materien och ta ögonblicksbilder och "molekylära filmer".

"Vi kan se djupt in i mikrovärlden, nanovärlden, världen av atomer och molekyler, och studera saker vi inte visste tidigare, till exempel vad molekyler gör i en kemisk reaktion, sa Johanna Wanka, Tysklands utbildnings- och forskningsminister.

Lag från hela världen kommer att kunna, till exempel, kartlägga atomdetaljerna för virus, ta 3D-bilder av cellers molekylära sammansättning eller filma kemiska reaktioner när de inträffar.

Den enorma lasern är "som en kamera och ett mikroskop som gör det möjligt att se fler små detaljer och processer i nanovärlden än någonsin tidigare, "XFELs vd Robert Feidenhans'l berättade för AFP.

Han sa att hittills forskare känner till många kemiska och biologiska processer endast genom deras resultat - som en fotbollsfan som läser resultatet av en match han missade.

"Nu kan du se spelet och du kan analysera det ... så nästa gång du kan vinna, "Feidenhans'l sa. "Spelet kan vara en kemisk process, en biologisk process, det kan vara hur du får energi från solljus. Principen är densamma:du vill se spelet."

Partikelaccelerator

Applikationerna är svepande – bilder av biomolekyler kan hjälpa till att förstå och behandla sjukdomar, medan en titt in i ett byggmaterial kan förklara varför det går sönder eller spricker.

Ljusstrålarna kan också buntas ihop för att skapa extrema tryck och temperaturer för att studera processer som de i jordens kärna.

"Det kommer att finnas mycket konkreta ansökningar, till exempel för att utveckla skräddarsydda läkemedel mot tumörer och virus ... eller för att testa renheten hos material, sa Wanka.

"Vi vet ännu inte allt som kommer att bli resultatet av detta, men det är unikt och en möjlighet för många forskare."

XFEL har en lista med superlativ:ljusets briljans är en miljard gånger högre än den för de bästa konventionella röntgenkällorna.

Silikonspeglarna längs vilka ljuset studsar, tillverkad i Japan, är så släta att en stöt på ytan inte mäter mer än en miljondels millimeter.

Cirka 800 gäster var inbjudna till lanseringen av projektet, som sträcker sig inifrån Hamburg till Schenefeld i den angränsande delstaten Schleswig-Holstein.

Tyskland har hostat upp 58 procent av kostnaden och Ryssland 27 procent, med det vetenskapliga samarbetet som fortsätter trots geopolitiska spänningar.

De andra partners, med insatser på en till tre procent vardera, är Danmark, Frankrike, Ungern, Italien, Polen, Slovakien, Spanien, Sverige och Schweiz. Storbritannien håller på att gå med.

Nära ljushastighet

XFEL – som står för X-Ray Free-Electron Laser – handlar om att titta på saker på den svåröverskådliga nanonivån. (För en grov idé, ett människohår är ungefär 100, 000 nanometer tjock.)

Det fungerar genom att spränga en kraftfull laser i metall som skickar elektronknippen som flyger genom en supraledande linjäraccelerator, världens längsta på 1,7 kilometer.

När de susar genom röret, som är underkyld till minus 271 grader Celsius, de laddas av mikrovågor för att nå nästan ljusets hastighet.

I nästa avsnitt, tusentals alternerande magneter skickar elektronerna till en snäv "slalombana".

Elektronerna samlas till en mängd ultratunna skivor, så att de kan sända ut sitt ljus i synk och producera intensiva röntgenblixtar av laserljus.

När dessa träffar ett material, de skapar en stroboskopliknande serie skarpa bilder med en ultrakort "slutartid" på en miljarddels sekund, som kan sättas ihop för att skapa 3D-bilder eller filmer.

© 2017 AFP