O Linac Coherent Light Source II no SLAC National Accelerator Laboratory, na Califórnia, estabeleceu novos recordes para pulsos de raios X, mas seus componentes principais serão desligados em breve para uma grande atualização. Essa melhoria, esperada para mais que dobrar a energia dos raios X, pode transformar a pesquisa sobre comportamentos subatômicos em sistemas sensíveis à luz. As conquistas recentes da instalação incluem o pulso mais forte de sempre em 2024 e 93.000 pulsos por segundo em 2025.
O Linac Coherent Light Source II (LCLS-II), localizado no SLAC National Accelerator Laboratory na Califórnia, estende-se por 3,2 quilômetros e acelera elétrons a velocidades próximas à da luz usando micro-ondas de dispositivos klystron. Esses elétrons passam então por ímãs que os fazem oscilar, gerando pulsos intensos de raios X para imagem do interior de materiais.
Em 2024, o LCLS-II produziu seu pulso de raios X mais poderoso até o momento, durando 440 bilionésimos de bilionésimo de segundo e entregando quase um terawatt de potência—superando a produção anual de uma usina nuclear. No ano seguinte, alcançou um recorde de 93.000 pulsos de raios X em um segundo. James Cryan, pesquisador no SLAC, observa que essa alta taxa de repetição permite visões sem precedentes do comportamento de partículas em moléculas após absorção de energia, semelhante a aprimorar um filme em preto e branco para cores vívidas. Tais insights podem avançar o entendimento de processos em plantas fotossintetizantes e células solares potenciais.
Experimentos recentes, incluindo um sobre movimento de prótons em moléculas realizado logo antes de um tour de visitantes, destacam o papel da instalação no desenvolvimento de células solares, onde o rastreamento preciso de prótons permanece desafiador com outros métodos de imagem.
No entanto, os elementos mais poderosos da instalação pausarão para a atualização de Alta Energia para LCLS-II-HE, possivelmente retomando em 2027 com mais que o dobro da energia de raios X. Cryan descreve a mudança como evoluir de "um brilho para uma lâmpada". A atualização exige gerenciamento cuidadoso de feixes de elétrons de maior energia para evitar incidentes, como partículas desgarradas danificando equipamentos—um risco que John Schmerge no SLAC testemunhou em outro local.
Yuantao Ding explica que novos componentes são construídos para lidar com o aumento de potência, mas a ativação prosseguirá incrementalmente. Um esforço de engenharia está previsto para a maior parte de 2026, seguido de testes até 2027 ou 2028, visando operação plena até 2030. Schmerge enfatiza ajustes contínuos: "No final das contas, é uma grande ferramenta, e as pessoas aprenderão a usá-la bem." Essa colaboração entre operadores e usuários será essencial para maximizar o potencial da máquina atualizada.
