Uma equipe europeia XFEL do Instituto de Tecnologia de Karlsruhe testou uma bobina modelo do módulo pré-série de ondulador supercondutor (S-PRESSO) projetado para uma atualização do XFEL europeu. Alcançou um campo magnético recorde. Este marco é relatado em Frontiers in Physics .



Os onduladores são um dos dispositivos mais importantes para um laser de elétrons livres como o XFEL europeu em Schenefeld, perto de Hamburgo. Com a ajuda de uma série de ímãs fortes, um ondulador cria uma luz extremamente brilhante, forçando elétrons em movimento rápido em um percurso de slalom. Além disso, os onduladores estimulam os elétrons a emitir radiação eletromagnética semelhante a um laser.

A força dos ímãs de um ondulador determina a sintonização da faixa de energia dos fótons disponível para experimentos. O Undulator Systems Group do XFEL europeu iniciou diversas atividades em colaboração com a Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY para permitir a implementação de onduladores supercondutores no XFEL europeu nos próximos anos.

O contrato para o módulo pré-série do ondulador supercondutor (S-PRESSO), composto por dois pares de bobinas e um deslocador de fase, foi atribuído à Bilfinger Noell GmbH. Agora, uma equipe europeia XFEL do Instituto de Tecnologia de Karlsruhe testou uma bobina supercondutora simulada de 30 centímetros de comprimento projetada e construída pela Bilfinger Noell GmbH. O campo magnético da maquete S-PRESSO atingiu 2 Tesla, que é o maior já alcançado em tais onduladores.

A XFEL europeia está planejando usar onduladores supercondutores para atingir comprimentos de onda curtos sem precedentes e altas energias de fótons acima de 50.000 elétron-volts (50 keV). Esses raios X muito duros são necessários para estudar processos não reproduzíveis que vivem em escalas de tempo de microssegundos a femtossegundos e acontecem em ambientes de amostra de difícil acesso.

Os lasers de raios X são uma excelente ferramenta para a pesquisa de biomoléculas, medicamentos, materiais sólidos ou mesmo estados quânticos. Além disso, são importantes para a ciência de alta densidade energética para estudar a evolução do planeta e para a microscopia in situ em processos tecnológicos, por exemplo, soldadura ou investigação de baterias.

Mais informações: Sara Casalbuoni et al, Atividades de ondulação supercondutora na Instalação Europeia de Laser de Elétrons Livres de Raios-X, Frontiers in Physics (2023). DOI:10.3389/fphy.2023.1204073
Fornecido pela European XFEL GmbH