Yüksek sesle okuma

Teknisyen Karsten Harries, Avrupa XFEL'de iki boru elektron hızlandırıcısının modüllerini birleştiriyor. (Fotoğraf: R. Frommann)

Techniker Karsten Harries verbindet zwei Module des röhrenförmigen Elektronenbeschleunigers im European XFEL. (Foto: R. Frommann)

Teknisyen Karsten Harries, Avrupa XFEL'de iki boru elektron hızlandırıcısının modüllerini birleştiriyor. (Fotoğraf: R. Frommann)

Jüpiter nasıl ortaya çıktı? Ve inanılmaz yüksek sıcaklıkların ve muazzam baskının hakim olduğu dev gezegenin içinde ne oluyor? Bir virüs ana bilgisayara nasıl erişir? Ve bu nasıl önlenebilir? Üstünlüklü bir araştırma projesi, bu ve diğer soruların cevaplarını bulmaya yardımcı olmalıdır. 2017 yılının başında, Avrupa XFEL Deutsches Elektronen-Synchotron'da (DESY) muazzam boyutlarda bir X-ışını lazeri piyasaya sürecek.

Avrupa XFEL'in X-ray silahı Hamburg'daki DESY'den Schleswig-Holstein'daki Schenefeld'e 3.4 km. Tesisin ilerleyişi hakkında bilgi edinmek için 2016 yılında Hansa kentinde "Kullanıcılar Toplantısı" na kayıtlı 1000'den fazla araştırmacı. Ancak bunların sadece bir kısmı orada araştırma yapabilecek. Halen çalışmaları titizlikle hazırlanmakta ve sistemi test etmektedir. Hamburg merkezli fotoğrafçı Ronald Frommann, Bild der Wissenschaft için X-ışını lazerini ziyaret etti ve kamerasıyla dev el feneri makinesinin yapımındaki ilerlemeyi yakaladı.

Saniyede 27.000 flaş X-ışını ışığı gönderebilen ve böylece ABD, İsviçre, Japonya ve Güney Kore'deki mevcut bitkileri gölgede bırakan bir X-ışını lazer topu gördü. Avrupa XFEL'de parçacıklar 1, 7 kilometrelik bir hızda hızlandırılır; flaşlar, senkotronlardan, yani basit halka hızlandırıcılardan X-ışını ışığı kadar 100 kez daha parlak bir şekilde parlar. Dünyada da eşsiz: X-ışını ışığı 0, 05 ila 4, 7 nanometre arasında farklı dalga boylarına ayarlanabilir. Çeşitli disiplinlerden bilim adamları için umut verici bir tesis.

İlaç için yıldırım

Biyologlar, doktorlar ve farmakologların X-ışını lazeri için büyük umutları vardır. Örneğin, bir saniyenin kesirlerinde meydana gelen reaksiyonlar gibi ağır çekim filmler oluşturmalarına izin vermelidir. Bu amaçla canlı örnekler X-ışını ışığının odağına çekilir. Böylece hassas malzeme, saniyenin dört milyonda birinin ultra kısa poz süresi nedeniyle, ancak yalnızca kayıttan sonra imha edilir. Bir çevirmeli kitap gibi, bu tür birkaç enstantane bütün bir film oluşturmak için bir araya getirilebilir.

Bu, sadece konakçı hücrelere sızan virüslere karşı stratejileri ortaya koymakla kalmaz, aynı zamanda protein katlanmasını izlemeye de yardımcı olabilir. Alzheimer gibi ciddi hastalıklar nedensel olarak yanlış protein katlanması ile ilişkilidir. Ancak, tam olarak neyin yanlış gittiğini bilmiyor. Ağır çekim filminde bu görünebilir - ve yanlış katlanmayı önleyen ilaçlar geliştirmeye yardımcı olabilir. ekran

"Deneme ve yanılma" yerine gözlemleme

Ayrıca, günümüzde kullanılanlardan daha ucuz ve daha etkili olan yeni katalizör arayışında, bu film işlevi ilginçtir. Katalizörler kimyasal reaksiyonları hızlandırır. Örneğin otomobillerin ve enerji santrallerinin egzoz gazlarını temizlerler veya hidrojen elektrolizinin verimini arttırırlar. Katalizörler, tüm endüstriyel kimyasal işlemlerin yüzde 80'inden fazlasında kullanılmaktadır. Şu anda, platin gibi iyi olanlar da çok pahalıdır. Bu nedenle kimyacılar sürekli olarak yeni ve benzer şekilde etkili katalizörler arıyorlar.

Ancak başka bir katalizör araştırma sorunu var: Hiç kimse bir katalizörün nasıl çalıştığını göremez. “Deneme ve Yanılma” ilkesine göre, bazen yeni açıklamalar ortaya çıkıyor. Örneğin, Ruhr-Universität Bochum bilim adamları, doğal olarak ortaya çıkan mineral pentlandite'den, hidrojen elektrolizini hızlandırabilen bir katalizör geliştirdiler. Ancak bu, hedefli araştırmalardan hala çok uzak. Kesin olan tek şey: Katalizörlerin yüzeyi, reaksiyon partneri ile etkileşime girer; bu etkileşim, XFEL'i görünür kılmaktır.

Işıkla tasarruf edin

XFEL ayrıca depolama sistemleri geliştiricileri için ilginçtir. Gelecekteki depolama ortamını küçük mıknatıslar kullanmak yerine dairesel polarize ışıkla tanımlayarak depolama hacmini artırmak istiyorlar. Bu amaçla, Hamburg X-ışını lazerinin üretebileceği belirli titreşim özelliklerine sahip ışık gereklidir.

1.35 milyar pahalı tesis ile sadece belirli titreşimler üretilemiyor, aynı zamanda Jüpiter’de geçerli olanlar gibi özel koşullar da üretilebiliyor. Bu amaçla, bir lazerin tüm enerjisi bir gezegenin çekirdeğinin malzemesinin küçük bir numunesine bir saniyenin bir kısmı için boşaltılır. Malzeme birkaç milyon santigrat derece sıcaklığa ısıtılır ve aşırı bir basınç oluşturur. Daha sonra, X-ışını lazeri fenerini yakar ve gezegen cehennemin minyatür versiyonunu ortaya çıkarır.

.De science.de - Xenia El Mourabit
Tavsiye Editörün Seçimi