As duas novas linhas de luz serão construídas como parte de uma atualização abrangente do APS, aprimorando suas capacidades e mantendo seu status como uma instalação líder mundial para a ciência de raios-X.

Em uma cerimônia socialmente distanciada esta manhã no Laboratório Nacional de Argonne do Departamento de Energia dos EUA (DOE), líderes do DOE, Argonne e a Universidade de Chicago foram pioneiros no futuro da ciência de raios-X nos Estados Unidos.

O pequeno encontro de hoje marcou o início da construção do Long Beamline Building, uma nova sala de experimentos que abrigará duas novas linhas de luz que transportarão os raios X ultrabright gerados pela Advanced Photon Source (APS) para instrumentos científicos avançados. Será construído como parte da atualização de $ 815 milhões do APS, um DOE Office of Science User Facility e uma das fontes de luz mais produtivas do mundo. O APS, que é, em essência, um microscópio de raios-X do tamanho de um estádio, atrai mais de 5, 000 cientistas de todo o mundo para conduzir pesquisas a cada ano em muitos campos, que vão da química às ciências da vida às ciências dos materiais à geologia.

"A atualização do APS não é apenas um projeto científico empolgante, mas é vital para garantir que Argonne e os Estados Unidos permaneçam líderes mundiais na ciência de raios-X, "disse o subsecretário de Ciência do DOE, Paul Dabbar, que compareceu à cerimônia de hoje. "Um APS atualizado, incluindo essas duas linhas de luz mais longas, levará a novas inovações em eficiência energética, materiais mais duráveis ​​e mais ferramentas para combater as pandemias virais. "

A atualização do APS substituirá o já poderoso anel de armazenamento de elétrons no coração da instalação por um sistema de rede magnética de última geração que aumentará o brilho dos raios X gerados em até 500 vezes. Como parte deste projeto, nove novas linhas de luz serão construídas em torno do anel de armazenamento existente para facilitar uma variedade de objetivos de pesquisa; o Long Beamline Building abrigará dois deles.

"A atualização APS é a pedra angular do futuro de Argonne, "disse o Diretor da Argonne, Paul Kearns." Em conjunto com outros recursos exclusivos, como os supercomputadores da Argonne, as novas linhas de luz no APS atualizado permitirão a busca da ciência em uma escala anteriormente considerada impossível, permitindo um maior impacto de avanços na área da saúde, fabricação, segurança nacional, transporte e energia. "

Como o nome implica, as linhas de luz alojadas no Long Beamline Building serão cerca de três vezes mais longas do que as atualmente no APS, enviar fótons mais longe da fonte para alcançar as amostras que estão sendo analisadas. Esta distância permite feixes de raios-X mais focados, permitindo que os cientistas vejam algo tão pequeno quanto a melhor estrutura dentro até mesmo do chip de computador mais compacto, em tempo real.

As novas instalações também terão maior capacidade para imagens in situ, o que significa observar amostras à medida que os cientistas mudam o ambiente ao seu redor. Isso permitirá uma medição precisa do impacto da temperatura, pressão e outros fatores em materiais avançados, um passo importante para a criação da próxima geração de componentes para tudo, desde motores de aeronaves a células solares.

"Nosso objetivo é criar a instalação mais avançada e abrangente que pudermos para os cientistas dos Estados Unidos e de todo o mundo que usam o APS, "disse Robert Hettel, diretor de projeto para a atualização do APS. "Essas melhorias serão uma virada de jogo para a instalação, e para a ciência de raios-X como um todo. "

O Long Beamline Building abrigará:

• A Nanossonda In Situ (ISN): Esta linha de luz de 250 metros (820 pés) foi projetada especificamente para imagens in-situ altamente focadas. Seu feixe pode enfocar até 20 nanômetros, e fornece espaço suficiente entre a óptica e a amostra para mudar o ambiente da amostra (por meio da temperatura, pressão e outros métodos) e rastreie o efeito dessas alterações em resolução extremamente fina. Uma aplicação do ISN seria um entendimento mais preciso das reações eletroquímicas dentro das baterias, o que deve levar a avanços na extensão da vida útil da bateria.
• O microscópio de raios-X de alta energia (HEXM): Projetado para raios-X de alta energia que podem penetrar em materiais mais densos, esta linha de luz de 180 metros (590 pés) combina essa energia com uma maior capacidade de foco. Isso permitirá aos cientistas mapear com mais precisão as composições dos materiais, e o potencial da HEXM para medições in situ irão torná-la uma linha de luz de destino para aplicações de ciência de materiais e engenharia. Uma aplicação seria testar as pás do motor de um avião sob estresse, para ver onde se formam fissuras nos materiais de que são feitos e como evitá-las.

A cerimônia de hoje simbolicamente deu início à fase de construção do Long Beamline Building, a única parte externamente visível da atualização APS.

"A Universidade de Chicago se orgulha de sua longa associação com a Argonne e a APS, "disse Juan de Pablo, Vice-presidente de Laboratórios Nacionais da Universidade de Chicago, que compareceu à cerimônia de hoje. "Esperamos muitos mais anos de vitalidade, pesquisa para mudar o mundo nas instalações atualizadas. "

A construção está programada para começar neste outono, com uma data de conclusão proposta em meados de 2022 para o Long Beamline Building. A primeira luz para a atualização do APS é esperada no final de 2023.

"A atualização do APS será transformadora, "disse Stephen Streiffer, Diretor adjunto do laboratório de ciência e tecnologia de Argonne e diretor da APS. "Para usuários do APS, será como a diferença entre andar e pilotar um avião a jato. Isso vai revolucionar nossa capacidade de explorar os limites e horizontes da ciência, e o Long Beamline Building nos permitirá aproveitar ao máximo os recursos de atualização. "