英国のウェブサイト「ニュー・サイエンティスト」の18日の報道によると、米国スタンフォード大学SLAC国立加速器研究所にあるX線レーザー「リニアック・コヒーレント光源II（LCLS-II）」が、10年以上続いた改修を完了した。これは世界で最も明るい X 線施設となり、記録的な明るさの最初の X 線を放出し、研究者が光合成などの生化学反応における原子や分子の挙動を比類のない詳細さで記録できるようになりました。
LCLS-II は、複雑なプロセスを経て X 線を生成します。まず、研究者らは紫外線レーザーを使用して銅板から電子を分離し、次に強力なマイクロ波パルスで電子を加速し、数千個の磁石の「迷路」を通過させた。その過程で、これらの電子は前後に揺れ、予測可能かつ制御可能な方法で X 線を放出します。研究者はこれらの X 線パルスを物体に向けて、その内部構造を画像化できます。
LCLS-II で生成される X 線は、医療分野で使用される X 線の 1 兆倍、前身の LCLS で生成される X 線の 10,000 倍です。
SLAC のマイク・ダン氏は、電子が通過する長さ 3 キロメートルの金属管をニオブの内張りで改修したことにより、X 線の輝度が増加したと説明した。約-271℃まで冷却すると、ニオブは前例のない高エネルギー電子に耐えることができます。
オーストラリアのラ・トローブ大学のナディア・ザゼピン氏は、LCLS-IIを使用すると、研究者は生化学プロセスが原子スケールでどのように起こるかを前例のない詳細に観察することができ、哺乳類の視覚イメージングプロセス、光合成、薬物結合、遺伝子制御などの生物学的プロセスの「分子ムービー」を作成することが可能になると指摘した。
ダン氏はまた、LCLS-IIは非常に短時間で大量の明るいX線を生成できるため、研究者は人工光合成装置や次世代半導体、超伝導体などの材料の内部で何が起こっているかを見ることができると述べた。LCLS-IIは、量子材料から生物系、触媒化学から原子物理学に至るまで、あらゆるものの詳細を観察できる強力な顕微鏡のような非常に多用途の研究ツールである。