เลเซอร์เอกซ์เรย์ที่ทรงพลังที่สุดในโลก

Linac Coherent Light Source (LCLS) ซึ่งเป็นเลเซอร์เอกซ์เรย์ที่ทรงพลังที่สุดในโลก ซึ่งตั้งอยู่ที่ห้องปฏิบัติการเร่งอนุภาคแห่งชาติ SLAC ในสหรัฐอเมริกา จะได้รับการอัพเกรดครั้งใหญ่ ซึ่งจะทำให้พลังงานเอกซ์เรย์ของเครื่องจักรเพิ่มขึ้นถึง 3,000 เท่า

เมื่อการอัปเกรดเสร็จสมบูรณ์ พลังงานเอกซ์เรย์ของเครื่องจักรจะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถสำรวจกระบวนการในระดับอะตอม เพื่อตอบคำถามต่างๆ มากมายในสาขาชีววิทยา วิทยาศาสตร์วัสดุ และฟิสิกส์ควอนตัม

LCLS เป็นเครื่องจักรเครื่องแรกที่ผลิตรังสีเอกซ์พลังงานสูง (รังสีเอกซ์แบบแข็ง) โดยใช้เลเซอร์อิเล็กตรอนอิสระ ซึ่งสร้างขึ้นด้วยเงินทุนจากกระทรวงพลังงานสหรัฐอเมริกา (DOE)

โรงงานเริ่มดำเนินการในปี 2009 ในปี 2023 LCLS จะได้รับการอัปเกรดให้รวมเครื่องเร่งอนุภาคตัวนำยิ่งยวดและโครงสร้างแม่เหล็กที่เรียกว่าอันดูเลเตอร์ซึ่งสามารถผลิตลำแสงเอกซ์เรย์ทั้งแบบอ่อนและแบบแข็งได้ การอัปเกรดล่าสุดที่เรียกว่า LCLS-II ช่วยให้โรงงานสามารถสร้างพัลส์เอกซเรย์ได้หนึ่งล้านพัลส์ต่อวินาที เพื่อเพิ่มอิเล็กตรอนให้มีพลังงานสูงโดยสูญเสียพลังงานน้อยที่สุด เครื่องเร่งอนุภาคยิ่งยวดในรุ่นอัปเกรด LCLS-II จึงมีโมดูลไครโอเจนิก 37 โมดูลที่สามารถทำความเย็นได้ถึง -271 องศาเซลเซียส

การอัพเกรดครั้งต่อไปเรียกว่า LCLS-II HE (พลังงานสูง) ได้รับการอนุมัติจาก DOE ล่าสุดเพื่อเพิ่มพลังงานของลำแสงอิเล็กตรอนที่มาจากเครื่องเร่งอนุภาคยิ่งยวดเป็นสองเท่า ซึ่งจะทำให้พลังงานรังสีเอกซ์เพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า

ด้วยการอัปเกรด HE ใหม่ LCLS จะมีโมดูลไครโอเจนิกใหม่ 23 โมดูล โดยแต่ละโมดูลประกอบด้วยโพรงความถี่วิทยุตัวนำยิ่งยวด 8 โพรงเพื่อให้มีประสิทธิภาพเหมาะสมที่สุด มีกำหนดติดตั้งโมดูลทั้งหมดไว้ในอุโมงค์เร่งความเร็วภายในปี 2569

คาดว่า LCLS-II-HE จะผลิตเอกซเรย์ชุดแรกได้ราวๆ ปลายปี 2027 - 2030 ปฏิบัติการครั้งแรกนี้จะกำหนดว่าลำแสงเลเซอร์ชนิดใหม่นี้จะทำงานได้ดีแค่ไหน สถานที่แห่งนี้มีเครื่องเร่งอนุภาคสองเครื่อง และมีการอัพเกรดเฉพาะเครื่องเร่งอนุภาคตัวนำยิ่งยวดเท่านั้น ดังนั้น เครื่องเร่งอนุภาคเหล่านี้มักจะใช้สำหรับการทดลองทางวิทยาศาสตร์ต่อไประหว่างการอัพเกรด