Theo báo cáo trên trang web "Nhà khoa học mới" của Anh vào ngày 18, tia X-quang Linac Coherent Light Source II (LCLS-II) tại Phòng thí nghiệm Máy gia tốc Quốc gia Stanford SLAC ở Hoa Kỳ vừa hoàn thành một bản nâng cấp kéo dài hơn mười năm. Sau khi được "cải tạo", nó đã trở thành cơ sở chụp X-quang sáng nhất thế giới. Nó đã phát ra tia X đầu tiên với độ sáng kỷ lục, cho phép các nhà nghiên cứu ghi lại hoạt động của các nguyên tử và phân tử trong các phản ứng sinh hóa như quang hợp với độ chi tiết chưa từng có.
LCLS-II tạo ra tia X thông qua một quy trình phức tạp. Đầu tiên, các nhà nghiên cứu sử dụng tia laser cực tím để tách các electron ra khỏi tấm đồng, sau đó gia tốc các electron bằng các xung vi sóng cực mạnh, sau đó chúng đi qua một “mê cung” gồm hàng nghìn nam châm. Trong quá trình này, các electron này dao động tới lui, phát ra tia X theo cách có thể dự đoán và kiểm soát được. Các nhà nghiên cứu hướng các xung tia X này vào các vật thể và có thể chụp ảnh cấu trúc bên trong của chúng.
LCLS-II tạo ra tia X sáng hơn 1 nghìn tỷ lần so với tia X được sử dụng trong lĩnh vực y tế và sáng hơn 10.000 lần so với tia X do LCLS "tiền nhiệm" tạo ra.
Mike Dunn của SLAC giải thích rằng độ sáng của tia X tăng lên một phần là do họ đã tân trang lại một ống kim loại dài 3 km mà qua đó các electron đi qua với một lớp lót niobi. Khi được làm lạnh đến khoảng -271°C, niobi có thể chịu được các electron năng lượng cao chưa từng có.
Nadia Zazepin từ Đại học La Trobe ở Úc đã chỉ ra rằng LCLS-Ⅱ cho phép các nhà nghiên cứu quan sát một cách chi tiết chưa từng có về cách các quá trình sinh hóa xảy ra ở quy mô nguyên tử, giúp tạo ra "phim phân tử" về các quá trình sinh học, chẳng hạn như quá trình hình ảnh thị giác của động vật có vú, quang hợp, liên kết thuốc và điều hòa gen.
Dunn cũng cho biết LCLS-Ⅱ có thể tạo ra một lượng lớn tia X sáng trong thời gian rất ngắn, cho phép các nhà nghiên cứu xem những gì đang xảy ra bên trong vật liệu, chẳng hạn như vật liệu cho thiết bị quang hợp nhân tạo hoặc chất bán dẫn, chất siêu dẫn thế hệ tiếp theo, v.v. LCLS-II là một công cụ nghiên cứu rất linh hoạt, giống như một chiếc kính hiển vi mạnh mẽ có thể quan sát chi tiết mọi thứ, từ vật liệu lượng tử đến hệ thống sinh học, từ hóa học xúc tác đến vật lý nguyên tử.