强强联手新设备实现拍瓦系统与X射线自由电子激光配对

江苏激光联盟导读：

SLAC实验室的新设备实现了拍瓦系统与X射线自由电子激光的配对，有望为极端物理研究提供更多的可能，助力热稠密等离子体、天体物理学和行星科学的研究。

极端条件下的物质升级(Matter in Extreme Conditions Upgrade，MEC-U)与实验室的直线加速器相干光源(Linac Coherent Light Source，LCLS)相结合，获得了美国能源部（DoE）科学办公室的批准，从概念设计阶段进入初步设计和执行阶段。

SLAC 全景图来源：官网

SLAC国家加速器实验室(SLAC National Accelerator Laboratory)，简称SLAC，位于美国加州，是美国能源部下属的国家实验室，由斯坦福大学负责运行管理。SLAC成立于1962年，已由原先主要从事粒子物理研究的实验室逐步发展成为一个从事天体物理学、光子科学、粒子加速器和粒子物理等多学科研究的综合实验室。

LCLS研究人员

“很高兴看到大家团结起来支持这个项目，我认为这一成就完全是整个团队的最好证明。这表明把高能激光和x射线自由电子激光（x-ray free-electron laser，XFEL）放在一起的想法现在得到了真正的实现，”SLAC科学家Arianna Gleason说。“通过协同工作，将使我们窥探到极端条件下的物理运动，从而打开一个新的领域，这可以说是里程碑式的突破。”

在与SLAC直线加速器相干光源(LCLS)耦合的一个新的自由电子激光实验设施中，两个最先进的激光系统——高功率拍瓦激光器和高能量千焦激光器，将被送入两个新的实验区。来源：Gilliss Dyer

SLAC将与劳伦斯·利弗莫尔国家实验室（LLNL）和罗彻斯特大学激光能量学实验室合作，在一个新的地下洞穴中设计和建造该设施。在那里，两个最先进的激光系统——高功率千兆瓦激光器和高能量千焦耳激光器，将实现配对，专门研究热稠密等离子体、天体物理学和行星科学。

“我们不仅与世界上一些领先的激光实验室合作，我们还与实验科学、高能密度科学以及美国能源部科学办公室用户设施等多领域的世界专家合作，来自世界各地的科学家都可以来这里做实验，”MEC-U项目主任Alan Fry说。

该项目建立在LCLS现有极端条件下物质设备所取得的成功基础之上。由美国能源部科学办公室的聚变能源科学项目资助，MEC使用短脉冲激光与来自LCLS的x射线激光脉冲耦合，来精确探测物质的特性。

Fry自信地说道：“利弗莫尔和罗彻斯特正在设计的新型高功率激光器凭借其自身的优势会处于世界领先地位。”事实上，这并非妄言，他们与LCLS的合作确实让该激光器具备了无与伦比的能力，处于领先地位。

MEC-U还将利用LCLS-II对LCLS设施进行升级，该设施将为探测这些等离子体提供超亮度的X射线激光束，使迄今为止可获得的x射线能量整整增加一倍。该设施将向全国和世界各地的研究人员开放，部分由LaserNetUS推动（美国成立的LaserNetUS激光研究网络包括能源部劳伦斯·伯克利国家实验室、得克萨斯大学奥斯汀分校、俄亥俄州立大学等9个机构，研究网络旨在促进全国实验室和大学对高强度激光设施的访问)。

来源：Photonics.com

江苏激光联盟陈长军

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