Калифорниядағы ALS – әлемдегі ең жарқын ультракүлгін сәулелену көзі. Ғалымдарға зерттеулер үшін интенсивті жарық береді. Жыл сайын 2000-ға жуық зерттеуші пайдаланады.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Синхротрондық сәулелену орталығы
Synchrotron radiation facility
Advanced Light Source (ALS) – Калифорния штатының Беркли қаласындағы Лоуренс Беркли ұлттық зертханасындағы зерттеу орталығы. Әлемдегі ультракөк сәуле және жұмсақ рентген сәулесінің ең жарқын көздерінің бірі болып табылатын ALS, энергия диапазонындағы алғашқы "үшінші буын" синхротрондық жарық көзі, және әлемнің түкпір-түкпірінен келген зерттеушілердің ғылыми эксперименттерінде пайдаланатын бірнеше өте жарқын, ұзын толқынды жарық көздерін ұсынады. Ол АҚШ Энергетика министрлігі (DOE) қаржыландырады және Калифорния университеті басқарады. Қазіргі директоры – Димитрий Аргириу.
The Advanced Light Source (ALS) is a research facility at Lawrence Berkeley National Laboratory in Berkeley, California. One of the world's brightest sources of ultraviolet and soft x ray light, the ALS is the first "third generation" synchrotron light source in its energy range, providing multiple extremely bright sources of intense and coherent short wavelength light for use in scientific experiments by researchers from around the world. It is funded by the US Department of Energy (DOE) and operated by the University of California. The current director is Dimitri Argyriou.
Пайдаланушылар
ALS жыл сайын әлемнің академиялық, өндірістік және мемлекеттік зертханаларынан 2000-ға жуық зерттеушіге ("пайдаланушыларға") қызмет көрсетеді. ALS-тегі тәжірибелер жылына 5000 сағаттан астам уақыт бірдей жұмыс істей алатын 40-қа жуық сәулелі желілерде жүргізіледі, нәтижесінде әртүрлі салаларда жыл сайын 1000-ға жуық ғылыми жарияланым жарық көреді. Кез келген білікті зерттеуші ALS сәулелі желісін пайдалану үшін өтініш бере алады. ALS-те сәулелік уақытқа өтініш білдірген зерттеушілерден түскен ең маңызды ұсыныстарды іріктеу үшін тәртіптік сараптама қолданылады. Пайдаланушының зерттеуі коммерциялық емес болса (яғни, зерттеуші нәтижелерін ашық басылымдарда жариялауды жоспарласа), сәулелік уақыт үшін төлем алынбайды. Пайдаланушылардың шамамен 16%-ы АҚШ-тан тыс елдерден келеді.
The ALS serves about 2,000 researchers ("users") every year from academic, industrial, and government laboratories worldwide. Experiments at the ALS are performed at nearly 40 beamlines that can operate simultaneously over 5,000 hours per year, resulting in nearly 1,000 scientific publications annually in a wide variety of fields. Any qualified researcher can propose to use an ALS beamline. Peer review is used to select from among the most important proposals received from researchers who apply for beam time at the ALS. No charge is made for beam time if a user's research is nonproprietary (i. e., the user plans to publish the results in the open literature). About 16% of users come from outside the US.
Қалай жұмыс істейді
Электрондардың жарық жылдамдығына жуық жылдамдықпен қозғалатын топтары АЛС сақтау сақинасындағы магниттердің әсерінен дерлік дөңгелек жолға түседі. Бұл магниттердің арасында электрондар "ұндулятор" деп аталатын құрылғылардағы, қарама-қарсы полюсті ондаған магниттер арқылы зигзаг тәрізді жолға бұрылады. Осы магниттердің ықпалымен электрондар электромагниттік сәулелерді, инфрақызыл сәуледен бастап көзге көрінетін, ультракүлгін және рентген сәулелеріне дейін шығарады. Электрондардың қозғалыс бағытымен шоғырланған бұл сәулелер, сәуле желілері арқылы эксперименттік станциялардағы құралдарға жеткізіледі.
Electron bunches traveling near the speed of light are forced into a nearly circular path by magnets in the ALS storage ring. Between these magnets there are straight sections where the electrons are forced into a slalom like path by dozens of magnets of alternating polarity in devices called "undulators." Under the influence of these magnets, electrons emit beams of electromagnetic radiation, from the infrared through the visible, ultraviolet, and x ray regimes. The resulting beams, collimated along the direction of the electrons' path, shine down beamlines to instruments at experiment endstations.
Ғылыми-зерттеу салалары
Төмен энергиялы жұмсақ рентген сәулелері ALS-тің артықшылығы болып табылады, маңызды бір салаға қызмет етеді және басқа DOE жарық көздерімен үйлесімді жұмыс істейді. Жоғары энергиялы рентген сәулелері де суперөткізгіш магниттердің электрондардың жолын "күшейту" арқылы жасалатын жерлерде қолжетімді. Жұмсақ рентген сәулелері материяның электрондық құрылымын сипаттауға және элементтік және химиялық айырмашылықтары бар микроскопиялық құрылымдарды анықтауға пайдаланылады. Материалдар ғылымы, биология, химия, физика және қоршаған орта ғылымдары салаларындағы зерттеулер осы мүмкіндіктерді қолданады.
Lower energy soft x ray light is the ALS' specialty, filling an important niche and complementing other DOE light source facilities. Higher energy x rays are also available from locations where superconducting magnets create "superbends" in the electrons' path. Soft x rays are used to characterize the electronic structure of matter and to reveal microscopic structures with elemental and chemical specificity. Research in materials science, biology, chemistry, physics, and the environmental sciences make use of these capabilities.
Тарих
Алғашқы рет 1980 жылдардың басында бұрынғы LBNL директоры Дэвид Ширли ALS ұсынғанда, күмәнданғандар жұмсақ рентген сәулелері мен ультракүлгін сәулелерге бағытталған синхротронның пайдалылығына сенбеді. ALS-тің бұрынғы директоры Дэниел Чемланың айтуынша, "ALS сияқты үшінші буын жұмсақ рентген қондырғысының ғылыми негіздемесі әрқашан берік болды. Дегенмен, ғылыми қауымды оған көндіру қиынға түсті". 1987 жылы Рейган әкімшілігінің бюджеті ALS құрылысына 1,5 миллион доллар бөлді. Жоспарлау және жобалау процесі 1987 жылы басталды, 1988 жылы негізі қаланды, ал құрылыс 1993 жылы аяқталды. Жаңа ғимаратқа 1930 жылдардағы Артур Браун кіші (Сан-Францискодағы Койт мұнарасының авторы) жобалаған күмбезді құрылым енгізілді. Ол Э.О. Лоуренстің 184 дюймдік циклотронын, оның алғашқы циклотронының жетілдірілген нұсқасын орналастыру үшін салынды, осы еңбегі үшін ол 1939 жылы физика саласындағы Нобель сыйлығын алды. ALS 1993 жылдың наурыз айында іске қосылды, ал ресми ашылуы 1993 жылдың 22 қазанында таңертең өтті.
When the ALS was first proposed in the early 1980s by former LBNL director David Shirley, skeptics doubted the use of a synchrotron optimized for soft x rays and ultraviolet light. According to former ALS director Daniel Chemla, "The scientific case for a third generation soft x ray facility such as the ALS had always been fundamentally sound. However, getting the larger scientific community to believe it was an uphill battle." The 1987 Reagan administration budget allocated $1.5 million for the construction of the ALS. The planning and design process began in 1987, ground was broken in 1988, and construction was completed in 1993. The new building incorporated a 1930s era domed structure designed by Arthur Brown, Jr. (designer of the Coit Tower in San Francisco) to house E. O. Lawrence's 184 inch cyclotron, an advanced version of his first cyclotron for which he received the 1939 Nobel Prize in Physics. The ALS was commissioned in March 1993, and the official dedication took place on the morning of October 22, 1993.
ALS-U
ALS U деп аталатын жаңа жоба ALS-ті жаңартуға жұмыс істейді. Соңғы үдегіш физикасының табыстары қазіргі ALS-тен кем дегенде 100 есе жарқын, жоғары шоғырланған жұмсақ рентген сәулелерін жасауға мүмкіндік береді. Сақтау сақинасы бірқатар жаңа жаңартулармен, сондай-ақ жаңа аккумулятор сақинасымен жабдықталады. Жаңа сақинада қуатты, ықшам магниттер көп қисаюлы акромат (MBA) торы деп аталатын тығыз, дөңгелек құрылымда орналастырылады. Үдегіш кешенінің басқа да жақсартуларымен бірге жаңартылған машина материяны бұрын-соңды болмаған деңгейде егжей-тегжейлі зерттеу үшін жарқын, тұрақты, жоғары энергиялы жарық сәулелерін шығарады.
A new project called ALS U is working to upgrade the ALS. Recent accelerator physics breakthroughs now enable the production of highly focused beams of soft x ray light that are at least 100 times brighter than those of the existing ALS. The storage ring will receive a number of new upgrades, as well as a new accumulator ring. The new ring will use powerful, compact magnets arranged in a dense, circular array called a multibend achromat (MBA) lattice. In combination with other improvements to the accelerator complex, the upgraded machine will produce bright, steady beams of high energy light to probe matter with unprecedented detail.