Volgens een rapport op de Britse "New Scientist"-website van de 18e heeft de Linac Coherent Light Source II (LCLS-II) röntgenlaser in het SLAC National Accelerator Laboratory van Stanford in de Verenigde Staten zojuist een upgrade voltooid die meer dan tien jaar heeft geduurd. Het is de helderste röntgenfaciliteit ter wereld geworden en heeft de eerste röntgenstraling uitgezonden met een recordbrekende helderheid, waardoor onderzoekers het gedrag van atomen en moleculen in biochemische reacties zoals fotosynthese met ongeëvenaard detail kunnen vastleggen.
LCLS-II produceert röntgenstralen via een complex proces. Eerst gebruikten de onderzoekers een ultraviolette laser om elektronen van een koperen plaat te scheiden, en versnelden vervolgens de elektronen met intense microgolfpulsen, die vervolgens door een "doolhof" van duizenden magneten gingen. Daarbij zwaaien deze elektronen heen en weer en zenden ze op een voorspelbare en controleerbare manier röntgenstraling uit. Onderzoekers richten deze röntgenpulsen op objecten en kunnen hun interne structuren in beeld brengen.
De röntgenstralen geproduceerd door LCLS-II zijn 1 biljoen keer helderder dan die welke in de medische sector worden gebruikt en 10.000 keer helderder dan die geproduceerd door zijn voorganger, LCLS.
Mike Dunn van SLAC legde uit dat de helderheid van de röntgenstralen gedeeltelijk werd verhoogd omdat ze een drie kilometer lange metalen buis hadden gerenoveerd waar elektronen doorheen gaan met een niobiumvoering. Wanneer niobium wordt afgekoeld tot ongeveer -271 °C, is het bestand tegen ongekende hoogenergetische elektronen.
Nadia Zazepin van de La Trobe Universiteit in Australië wees erop dat LCLS-II onderzoekers in staat stelt om in ongekend detail te observeren hoe biochemische processen op atomaire schaal plaatsvinden, waardoor het mogelijk wordt om ‘moleculaire films’ te produceren van biologische processen, zoals visuele beeldvormingsprocessen bij zoogdieren, fotosynthese, medicijnbinding en genregulatie.
Dunn zei ook dat LCLS-II in zeer korte tijd een grote hoeveelheid heldere röntgenstraling kan produceren, waardoor onderzoekers kunnen zien wat er in materialen gebeurt, zoals materialen voor kunstmatige fotosyntheseapparatuur of halfgeleiders van de volgende generatie, supergeleiders, enz. LCLS-II is een zeer veelzijdig onderzoeksinstrument, zoals een krachtige microscoop die de details van alles kan waarnemen, van kwantummaterialen tot biologische systemen, van katalytische chemie tot atomaire fysica.