欧洲XFEL超导波荡器取得里程碑

卡尔斯鲁厄理工学院的欧洲XFEL团队测试了专为欧洲XFEL升级而设计的超导波荡器预系列模块(S-PRESSO)的模型线圈。它实现了破纪录的磁场。《物理学前沿》报道了这一里程碑。

波荡器是自由电子激光器最重要的设备之一，例如汉堡附近谢内费尔德的欧洲XFEL。在一系列强磁铁的帮助下，波荡器通过迫使快速移动的电子进入激流回旋路线来产生极其明亮的光。此外，波荡器刺激电子发射类似激光的电磁辐射。

波荡器磁体的强度决定了可用于实验的光子能量范围的可调性。欧洲XFEL波荡器系统集团已与DeutschesElektronen-SynchrotronDESY合作开展不同活动，以便在未来几年将超导波荡器应用到欧洲XFEL中。

由两对线圈和移相器组成的超导波荡器预系列模块(S-PRESSO)的合同已分配给BilfingerNoellGmbH。现在，卡尔斯鲁厄理工学院的欧洲XFEL团队测试了由BilfingerNoellGmbH设计和制造的30厘米长的模型超导线圈。S-PRESSO模型的磁场已达到2特斯拉，这是此类波荡器中有史以来达到的最大磁场。

欧洲XFEL计划使用超导波荡器以前所未有的短波长和高于50,000电子伏特(50keV)的高光子能量产生激光。这种非常强的X射线对于研究不可重复的过程是必要的，这些过程的时间尺度为微秒到飞秒，并且发生在难以访问的样本环境中。

X射线激光器是研究生物分子、药物、固体材料甚至量子态的出色工具。此外，它们对于研究行星演化的高能量密度科学和技术过程的原位显微镜(例如焊接或电池研究)也很重要。

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