O experimento avançado de fotoinjetor (APEX) e linha de luz de teste no Berkeley Lab, retratado aqui em 2016, serviu como um protótipo para o projeto de atualização do laser de raios-X LCLS-II. Crédito:Roy Kaltschmidt / Berkeley Lab
O teste bem-sucedido do canhão de elétrons LCLS-II (veja o artigo relacionado) marca a culminação de um esforço de P&D que durou mais de uma década no Laboratório Nacional Lawrence Berkeley do Departamento de Energia (Berkeley Lab).
O design da arma foi concebido em 2006 por John W. Staples, um físico aposentado do Berkeley Lab, e Fernando Sannibale, um cientista sênior na Divisão de Tecnologia de Aceleradores e Física Aplicada do Berkeley Lab. Logo depois, o trabalho começou em um protótipo de canhão de elétrons conhecido como Advanced Photoinjector Experiment (APEX) que mais tarde se tornaria o protótipo do canhão de elétrons LCLS-II.
O desenvolvimento do protótipo de arma APEX foi liderado por Sannibale, que agora atua como adjunto para operações de acelerador do Berkeley Lab's Advanced Light Source (ALS). O ALS gera luz a partir de elétrons acelerados.
Staples, que continua sendo um cientista afiliado do Berkeley Lab e agora está auxiliando no trabalho conceitual em um canhão de elétrons de próxima geração proposto por Sannibale e conhecido como APEX-2, creditado aos esforços de engenharia anteriores por Russell "Russ" Wells do Berkeley Lab, agora aposentado, e Steve Virostek nos canhões de elétrons APEX e LCLS-II e instrumentação relacionada.
Sannibale disse, "Dez anos depois de começarmos a trabalhar neste conceito no Berkeley Lab, é muito gratificante para todos nós ver o rápido progresso que está sendo feito no comissionamento deste importante componente LCLS-II. "O projeto LCLS-II é uma atualização do laser de elétrons livres de raios-X de fonte de luz coerente Linac no SLAC National Laboratório de aceleradores.
Da esquerda para a direita:Daniele Filippetto, Fernando Sannibale, John Staples, e Russell Wells participou de P&D para o canhão de elétrons APEX e projeto de linha de luz de teste no Laboratório de Berkeley. APEX serviu como um protótipo para o injetor e canhão de elétrons do projeto LCLS-II. Crédito:Roy Kaltschmidt / Berkeley Lab
Virostek, um engenheiro sênior do Berkeley Lab que liderou a construção da arma LCLS-II, creditaram os esforços de uma equipe multidisciplinar que incluía engenheiros, físicos, técnicos, designers mecânicos, e pessoal da oficina de fabricação, entre outros, em trazer a arma da prancheta para a fase de teste.
"Um projeto dessa escala e complexidade requer um planejamento tremendo, coordenação, e experiência, e nossa equipe estava à altura do desafio, "Virostek disse.
Daniele Filippetto, um cientista do Berkeley Lab que foi responsável pelo sistema de laser e pelo diagnóstico e pelas medições do feixe de elétrons para o canhão APEX - e liderou o esforço para usar o canhão protótipo APEX como uma sonda de elétrons ultrarrápida conhecida como aparelho de Espalhamento de Elétrons de Alta Taxa de Repetição ( HiRES), disse, "Este é um marco muito grande para o Berkeley Lab."
Ele observou que a arma injetora LCLS-II e seu protótipo representam "uma nova geração de instrumentação ultrarrápida que é de importância estratégica para os EUA. Este é o resultado do trabalho de P&D realizado exclusivamente no Berkeley Lab para projetar e demonstrar uma nova tecnologia com desempenho sem precedentes que permitiu que o sonho do LCLS-II se tornasse uma realidade tecnologicamente alcançável. "
Além do canhão de elétrons em si, O Berkeley Lab também projetou os primeiros 2 metros da linha de luz de elétrons LCLS-II, que inclui componentes-chave para comprimir e focar o feixe de elétrons. Staples disse que está muito satisfeito com o design do canhão de elétrons LCLS-II, que se baseia na estrutura de aceleração da "cavidade da caixa de comprimidos reentrante" que foi conceituada na APEX, "acabou funcionando lindamente."
Ele adicionou, "A física não é tão difícil, mas a engenharia é o que o faz funcionar. Este é um triunfo da engenharia. "
