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Un laboratoire de pointe en Californie a franchi une étape majeure dans le domaine de la recherche scientifique en mettant en service le 12 septembre le laser à rayons X le plus puissant au monde : le LCLS-II.
Le dispositif a été soumis à une modernisation impressionnante pour parvenir à cette prouesse. Lorsqu'il sera pleinement opérationnel, le LCLS-II sera capable de générer un million d'impulsions de rayons X par seconde. Cette avancée technologique suscite un enthousiasme palpable parmi les scientifiques, qui attendent avec impatience de mettre cet instrument révolutionnaire à l'épreuve dans le domaine de l'informatique.
LCLS-II : une nouvelle perspective pour les chimistes et le biologistes
La durée du projet s'étend sur plus d'une décennie. Et la préparation de la mise à niveau du LCLS-II s'élève à près de 1,1 milliard de dollars américains.
L'ambition de l'entreprise a en effet abouti à une augmentation spectaculaire du taux de répétition de l'instrument. Ce dernier est d'ailleurs mesuré en nombre d'impulsions générées dans un laps de temps donné, multiplié par environ 8 000 fois. De plus, la luminosité du laser a connu une amélioration remarquable, s'accroissant en moyenne de 10 000 fois.
Ces transformations révolutionnaires ouvriront de nouvelles perspectives pour les chercheurs en chimie et en biologie. Ils pourront désormais créer des films moléculaires d'une clarté et d'une précision inédites grâcz au LCLS-II. Ce qui leur permettra de scruter des événements moléculaires rares qui échappent à la détection des autres instruments scientifiques.
« Nous avons attendu avec grande impatience l'arrivée du LCLS-II afin de concrétiser l'expérience de nos rêves, que nous préparons avec diligence depuis une décennie », déclare Junko Yano, biophysicien moléculaire affilié au Lawrence Berkeley National Laboratory, situé à Berkeley, en Californie.
Selon Mike Dunne, directeur du LCLS, cette installation révolutionnaire ouvre des perspectives totalement inédites pour une multitude de domaines de recherche. Notamment la science des matériaux quantiques.
LCLS-II : l'équilibre parfait entre les capacités du rayon-X et la vitesse du laser
En 2009, le LCLS original a marqué un tournant majeur dans le domaine de la recherche scientifique. Il a su combiner les capacités de détection atomique des rayons X durs de haute énergie avec la vitesse d'un laser. Ce pionnier de l'instrumentation scientifique était équipé d'un impressionnant accélérateur de particules de 3 kilomètres de long. Ce qui permet de propulser les électrons à travers un conduit en cuivre.
Ces électrons étaient ensuite acheminés à travers l'un des deux ensembles d'onduleurs magnétiques. Ce processus avait comme objectif de provoquer des oscillations du faisceau électronique et de générer des rayons X. Un ensemble produisait des rayons X durs, tandis que l'autre générait des rayons X mous de moindre énergie.
Un saut dans l'inconnu pour les scientifiques
La réalisation du LCLS-I, pilotée par le SLAC, sous l'égide de l'Université de Stanford en Californie et financée par le Département américain de l'Énergie, représentait un véritable saut dans l'inconnu pour les scientifiques, comme le souligne Dunne. Ils étaient animés par l'ambition de repousser les limites de la connaissance, sans garantie de succès.
Pourtant, ce saut audacieux s'est avéré être un triomphe retentissant. D'autres pays ont rapidement emboîté le pas, déployant des systèmes similaires. Notamment en Corée du Sud, au Japon, en Suisse et en Allemagne.
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