Det framgångsrika testet av LCLS-II-elektronpistolen (se relaterad artikel) markerar kulmen på en FoU-insats som sträcker sig över mer än ett decennium vid Department of Energys Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab).

Vapnets design skapades 2006 av John W. Staples, en pensionerad Berkeley Lab-fysiker, och Fernando Sannibale, en senior vetenskapsman vid Berkeley Labs Accelerator Technology and Applied Physics Division. Strax efter, Arbetet började med en prototyp av elektronpistol känd som Advanced Photoinjector EXperiment (APEX) som senare skulle bli prototypen för LCLS-II-elektronpistolen.

Utvecklingen av APEX prototyppistol leddes av Sannibale, som nu fungerar som ställföreträdare för acceleratordrift för Berkeley Labs avancerade ljuskälla (ALS). ALS genererar ljus från accelererade elektroner.

Häftklamrar, som förblir en affiliate scientist vid Berkeley Lab och nu hjälper till med konceptuellt arbete med en nästa generations elektronpistol föreslagen av Sannibale och känd som APEX-2, krediterade tidigare ingenjörsinsatser av Berkeley Labs Russell "Russ" Wells, nu pensionerad, och Steve Virostek om APEX och LCLS-II elektronkanoner och relaterad instrumentering.

Sannibale sa, "Tio år efter att vi började arbeta med detta koncept på Berkeley Lab, det är mycket tillfredsställande för oss alla att se de snabba framstegen som görs i driftsättningen av denna viktiga LCLS-II-komponent." LCLS-II-projektet är en uppgradering av Linac Coherent Light Source X-ray free-electron laser vid SLAC National Acceleratorlaboratoriet.

Virostek, en senior ingenjör vid Berkeley Lab som ledde LCLS-II-pistolens konstruktion, krediterade ansträngningarna från ett tvärvetenskapligt team som inkluderade ingenjörer, fysiker, tekniker, mekaniska konstruktörer, och tillverkningsverkstadspersonal, bland andra, att föra pistolen från ritbordet till dess testfas.

"Ett projekt av denna skala och komplexitet kräver enorm planering, samordning, och expertis, och vårt team antog utmaningen, sa Virostek.

Daniele Filippetto, en forskare från Berkeley Lab som var ansvarig för lasersystemet och elektronstrålediagnostiken och mätningarna för APEX-pistolen – och har lett ansträngningen att använda APEX-prototyppistolen som en ultrasnabb elektronsond känd som högupprepningshastighetselektronspridningsapparaten ( HIRES), sa, "Detta är en mycket stor milstolpe för Berkeley Lab."

Han noterade att LCLS-II injektorpistolen och dess prototyp representerar "en ny generation av ultrasnabb instrumentering som är av strategisk betydelse för USA. Detta är resultatet av FoU-arbete som utförts enbart på Berkeley Lab för att designa och demonstrera en ny teknik med oöverträffad prestanda som gjorde det möjligt för drömmen om LCLS-II att bli en tekniskt möjlig verklighet."

Förutom själva elektronpistolen, Berkeley Lab designade också de första 2 metrarna av LCLS-II-elektronstrållinjen, som inkluderar nyckelkomponenter för att komprimera och fokusera elektronstrålen. Staples sa att han är glad över att LCLS-II-elektronpistoldesignen, som är baserad på "reentrant pillbox cavity" accelererande struktur som konceptualiserades vid APEX, "visade sig fungera vackert."

Han lade till, "Fysiken är inte så svår, men tekniken är det som fick det att fungera. Det här är en teknisk triumf."