La Linac Coherent Light Source II en el SLAC National Accelerator Laboratory de California ha establecido nuevos récords en pulsos de rayos X, pero sus componentes clave se detendrán pronto para una gran actualización. Esta mejora, que se espera duplique más que el doble la energía de los rayos X, podría transformar la investigación sobre comportamientos subatómicos en sistemas sensibles a la luz. Los logros recientes de la instalación incluyen el pulso más fuerte de la historia en 2024 y 93.000 pulsos por segundo en 2025.
La Linac Coherent Light Source II (LCLS-II), ubicada en el SLAC National Accelerator Laboratory en California, se extiende por 3,2 kilómetros y acelera electrones a velocidades cercanas a la de la luz utilizando microondas de dispositivos klystron. Estos electrones pasan luego por imanes que los hacen oscilar, generando pulsos intensos de rayos X para imagen el interior de materiales.
En 2024, la LCLS-II produjo su pulso de rayos X más potente hasta la fecha, con una duración de 440 billonésimas de billonésima de segundo y entregando casi un teravatio de potencia, superando la producción anual de una central nuclear. Al año siguiente, alcanzó un récord de 93.000 pulsos de rayos X en un segundo. James Cryan, investigador en SLAC, señala que esta alta tasa de repetición permite vistas sin precedentes del comportamiento de partículas en moléculas después de absorber energía, similar a pasar de una película en blanco y negro a color vívido. Tales conocimientos podrían avanzar en la comprensión de procesos en plantas fotosintetizantes y posibles células solares.
Experimentos recientes, incluido uno sobre el movimiento de protones en moléculas realizado justo antes de una visita de turistas, destacan el papel de la instalación en el desarrollo de células solares, donde el seguimiento preciso de protones sigue siendo un desafío con otros métodos de imagen.
Sin embargo, los elementos más potentes de la instalación pausarán para la actualización de Alta Energía a LCLS-II-HE, posiblemente reanudando en 2027 con más del doble de energía de rayos X. Cryan describe el cambio como evolucionar de "un destello a una bombilla". La actualización exige una gestión cuidadosa de haces de electrones de mayor energía para evitar incidentes, como partículas perdidas que dañan el equipo, un riesgo que John Schmerge en SLAC ha presenciado en otro sitio.
Yuantao Ding explica que los nuevos componentes están diseñados para manejar la mayor potencia, pero la activación procederá de forma incremental. Un esfuerzo de ingeniería está programado para la mayor parte de 2026, seguido de pruebas hasta 2027 o 2028, con el objetivo de operación completa para 2030. Schmerge enfatiza los ajustes continuos: "En última instancia, es una gran herramienta, y la gente aprenderá a usarla bien". Esta colaboración entre operadores y usuarios será esencial para maximizar el potencial de la máquina actualizada.
