Fuente de luz avanzada - Advanced Light Source
La fuente de luz avanzada (ALS) es una instalación de investigación en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley en Berkeley , California . Una de las fuentes de luz ultravioleta y rayos X suaves más brillantes del mundo , el ALS es la primera fuente de luz de sincrotrón de "tercera generación" en su rango de energía, que proporciona múltiples fuentes extremadamente brillantes de luz de longitud de onda corta intensa y coherente para su uso en ciencia experimentos de investigadores de todo el mundo. Está financiado por el Departamento de Energía de EE . UU . (DOE) y operado por la Universidad de California . En junio de 2018, Stephen Kevan se convirtió en director de ALS.
Usuarios
El ALS atiende a unos 2.000 investigadores ("usuarios") cada año de laboratorios académicos, industriales y gubernamentales de todo el mundo. Los experimentos en el ALS se realizan en casi 40 líneas de luz que pueden operar simultáneamente durante más de 5,000 horas por año, lo que resulta en casi 1,000 publicaciones científicas al año en una amplia variedad de campos. Cualquier investigador calificado puede proponer el uso de una línea de luz ALS. La revisión por pares se utiliza para seleccionar entre las propuestas más importantes recibidas de los investigadores que solicitan el tiempo de haz en la ALS. No se cobra ningún cargo por el tiempo de transmisión si la investigación de un usuario no es propietaria (es decir, el usuario planea publicar los resultados en la literatura abierta). Aproximadamente el 16% de los usuarios provienen de fuera de EE. UU.
Cómo funciona
Los racimos de electrones que viajan cerca de la velocidad de la luz son forzados a una trayectoria casi circular por imanes en el anillo de almacenamiento de ALS. Entre estos imanes hay secciones rectas donde los electrones son forzados en una trayectoria similar a un slalom por docenas de imanes de polaridad alterna en dispositivos llamados "onduladores". Bajo la influencia de estos imanes, los electrones emiten haces de radiación electromagnética, desde el infrarrojo hasta el visible, ultravioleta y los regímenes de rayos X. Los rayos resultantes, colimados a lo largo de la dirección de la trayectoria de los electrones, brillan hacia los instrumentos en las estaciones terminales del experimento.
Áreas de investigación
La luz de rayos X suave de menor energía es la especialidad de ALS, que ocupa un nicho importante y complementa otras instalaciones de fuentes de luz del DOE. Los rayos X de mayor energía también están disponibles en lugares donde los imanes superconductores crean "supercurvaturas" en la trayectoria de los electrones. Los rayos X suaves se utilizan para caracterizar la estructura electrónica de la materia y para revelar estructuras microscópicas con especificidad elemental y química. La investigación en ciencia de materiales, biología, química, física y ciencias ambientales hacen uso de estas capacidades.
Temas y técnicas de investigación en curso
- Sondando la estructura electrónica de la materia
- Prueba de ópticas y fotorresistencias para fotolitografía de próxima generación
- Entendiendo los materiales magnéticos
- Imágenes biológicas 3D
- Cristalografía de proteínas
- Fotoquímica del ozono
- Microscopía de rayos X de células.
- Dinámica de reacciones químicas
- Física atómica y molecular
- Litografía ultravioleta extrema
- Nanoespectroscopia infrarroja de sincrotrón (SINS)
Innovaciones y avances científicos y tecnológicos
- Baterías de iones de litio de mayor duración para vehículos eléctricos y electrónica móvil
- Imágenes magnéticas a nanoescala para almacenamiento de datos compacto
- Células solares de plástico que son flexibles y fáciles de producir.
- Aprovechar la " fotosíntesis artificial " para obtener energía limpia y renovable
- Ajuste de la combustión para combustibles más limpios
- Reacciones químicas más efectivas para celdas de combustible , control de contaminación o refinamiento de combustible
- Usar microbios para limpiar toxinas en el medio ambiente.
- Biocombustibles más baratos de abundantes plantas renovables
- Resolución de estructuras de proteínas para el diseño racional de fármacos
- Produciendo transistores cada vez más pequeños para computadoras más potentes
Historia
Cuando el ALS fue propuesto por primera vez a principios de la década de 1980 por el ex director de LBNL, David Shirley , los escépticos dudaban del uso de un sincrotrón optimizado para rayos X suaves y luz ultravioleta. Según el ex director de ALS Daniel Chemla , "El caso científico para una instalación de rayos X suaves de tercera generación como el ALS siempre había sido fundamentalmente sólido. Sin embargo, lograr que la comunidad científica en general creara que era una batalla cuesta arriba".
El presupuesto de la administración de Reagan de 1987 asignó $ 1.5 millones para la construcción del ALS. El proceso de planificación y diseño comenzó en 1987, se rompió la construcción en 1988 y la construcción se completó en 1993. El nuevo edificio incorporó una estructura abovedada de la década de 1930 diseñada por Arthur Brown, Jr. (diseñador de la Coit Tower en San Francisco ) para alberga el ciclotrón de 184 pulgadas de EO Lawrence , una versión avanzada de su primer ciclotrón por el que recibió el Premio Nobel de Física en 1939 .
La ALS fue puesta en servicio en marzo de 1993 y la inauguración oficial tuvo lugar en la mañana del 22 de octubre de 1993.
En la búsqueda de una ciencia sobresaliente, la ALS ha desarrollado un plan estratégico para garantizar las actualizaciones de las instalaciones que mantendrán a la ALS en las fronteras de la ciencia.
ALS-U
Un nuevo proyecto llamado ALS-U está trabajando para actualizar el ALS. Los recientes avances de la física de aceleradores ahora permiten la producción de haces de luz de rayos X suaves altamente enfocados que son al menos 100 veces más brillantes que los de la ALS existente.
El anillo de almacenamiento recibirá una serie de nuevas actualizaciones, así como un nuevo anillo acumulador. El nuevo anillo utilizará imanes potentes y compactos dispuestos en una matriz circular densa denominada red acromática multibanda (MBA). En combinación con otras mejoras en el complejo del acelerador, la máquina mejorada producirá haces brillantes y estables de luz de alta energía para sondear la materia con un detalle sin precedentes.
Referencias
enlaces externos
Coordenadas : 37 ° 52'33 "N 122 ° 14'55" W / 37.8757 ° N 122.2485 ° W