XPP, instrumen X-Ray Pump Probe di Linac Coherent Light Source (LCLS), kembali online dan menyambut para peneliti setelah pembangunan kembali secara menyeluruh. Perombakan ini telah mempersiapkan XPP untuk peningkatan signifikan dalam keluaran sinar X yang diharapkan dari peningkatan-energi tinggi ke LCLS yang sedang berlangsung di Laboratorium Akselerator Nasional SLAC Departemen Energi. LCLS adalah fasilitas laser elektron-bebas-sinar X perintis yang digunakan oleh para ilmuwan di seluruh dunia untuk menangkap cuplikan proses alam yang sangat cepat.
"Menyelesaikan pembangunan kembali XPP tepat-waktu dan-anggaran merupakan tonggak penting bagi upaya-peningkatan energi tinggi, dan kami sangat senang bahwa instrumen ini kembali mendukung peneliti dari seluruh dunia," kata John Hogan, direktur proyek untuk peningkatan-energi tinggi LCLS. “Ini adalah upaya tim yang sangat besar, yang melibatkan mitra di seluruh tim teknik, sains, dan proyek SLAC.”
Sejak debutnya pada tahun 2010, XPP telah memungkinkan penelitian inovatif di bidang ilmu material-mulai dari penyimpanan informasi kuantum hingga dinamika material lintas rentang waktu-serta studi di bidang kimia, fisika, dan biosains. Para peneliti telah memanfaatkan XPP untuk mempelopori teknologi optik sinar X, termasuk osilator sinar X berbasis rongga yang membentuk fasilitas laser elektron bebas sinar X di masa depan.
Pembangunan kembali selama-setahun baru-baru ini mempersiapkan XPP untuk peningkatan-energi tinggi ke LCLS, yang dimulai pada tahun 2025 dan akan memakan waktu sekitar dua tahun untuk menyelesaikannya. Setelah peningkatan, LCLS akan menghasilkan-sinar X-energi tinggi dengan tingkat pengulangan hingga satu juta pulsa per detik, memungkinkan XPP mengumpulkan lebih banyak data, mencapai resolusi spasial yang lebih tinggi, dan mendukung eksperimen yang lebih luas.
"Pada tahun 2010, XPP menjadi instrumen pertama di dunia yang menggunakan sinar-X keras dari laser elektron-bebas sinar X," kata Takahiro Sato, pemimpin instrumen XPP. “Ini adalah instrumen yang kami gunakan untuk mengembangkan alat dan teknik eksperimental baru dan untuk menampilkan sains yang sangat cepat. Dengan peningkatan ini, kami memungkinkannya untuk tetap menjadi yang terdepan dalam bidang ini.”
Untuk mempersiapkan XPP menghadapi peningkatan besar dalam foton, energi yang lebih tinggi, dan beban panas terkait, tim menghapus seluruh instrumen, menghapus komponen lama, dan membangun kembali instrumen dengan komponen baru dan yang diperbarui.
Tambahan utamanya adalah Monokromator Kristal Ganda Offset Besar, yang akan didinginkan-menggunakan nitrogen cair hingga suhu sekitar -260 derajat F untuk menangani peningkatan beban panas dan meminimalkan fluktuasi suhu selama eksperimen.
Tim juga meningkatkan sistem multiplexing, yang dapat membagi berkas sinar X-LCLS menjadi dua-mengarahkan satu aliran ke XPP sambil mengirimkan aliran lainnya ke hilir ke instrumen lain-sehingga beberapa eksperimen dapat dijalankan sekaligus. Sistem multipleksing baru menggantikan sistem lama dan lebih andal serta stabil.
"Pembangunan kembali skala besar-ini terjadi di dalam fasilitas yang beroperasi, dan saya bangga dengan cara tim kami bekerja dalam mengatur jadwal dengan cermat dan berkoordinasi dengan tim lain untuk mewujudkannya," kata Rebecca Armenta, teknisi utama pembangunan kembali XPP.
XPP akan kembali beroperasi normal pada musim semi ini dan akan mengalami peningkatan kemampuan yang besar ketika pancaran{0}energi tinggi mulai online menjelang akhir tahun 2027.
Tim akan melanjutkan peningkatan tertentu selama waktu henti yang dijadwalkan tahun ini, termasuk mengganti sistem penahan sinar yang ada dengan versi yang kompatibel dengan energi lebih tinggi dan meningkatkan laser pompa optik dengan sistem baru yang dirancang untuk LCLS yang ditingkatkan.
"Masih ada pekerjaan yang harus dilakukan, namun sangat menyenangkan melihat instrumen ini kembali dapat digunakan oleh pengguna," kata Diling Zhu, ilmuwan instrumen utama untuk peningkatan-energi tinggi LCLS dan wakil direktur divisi untuk Divisi Sains, Penelitian, dan Pengembangan LCLS. “Kami memiliki kolaborator dari seluruh dunia yang sudah tidak sabar menunggu XPP kembali online, dan kami sangat gembira menyambut mereka kembali.”
