ایکس رے لیزر جو اب تک کی سب سے طاقتور نبض خارج کرتا ہے!

حال ہی میں، SLAC نیشنل ایکسلریٹر لیبارٹری کے سائنسدانوں نے سائنسی تحقیق کے میدان میں ایک اہم پیش رفت کی ہے۔ انہوں نے کیلیفورنیا میں لائنر ایکسلریٹر کوہرنٹ لائٹ سورس (LCLS-II) سہولت کا استعمال کیا تاکہ آج تک کی سب سے طاقتور ایکس رے پلس کو کامیابی سے لانچ کیا جا سکے۔
اس نبض کا دورانیہ اتنا مختصر تھا کہ ایک سیکنڈ کے صرف 4.4 ٹریلینویں حصے (ایٹوز سیکنڈز) میں اس نے تقریباً 1 ٹیرا واٹ توانائی پیدا کی - 1، جو کہ نیوکلیئر پاور پلانٹ کی اوسط سالانہ بجلی کی پیداوار سے 000 گنا زیادہ۔ .
LCLS-II لکیری کوہرنٹ لائٹ سورس کا ایک اپ گریڈ شدہ ورژن ہے، جسے مینلو پارک، کیلیفورنیا میں سٹینفورڈ یونیورسٹی سے ملحق امریکی محکمہ توانائی کی SLAC نیشنل ایکسلریٹر لیبارٹری میں رکھا گیا ہے۔ یہ آلہ فری الیکٹران لیزر ٹیکنالوجی کا استعمال کرتا ہے تاکہ بیم کو تیز کیا جا سکے۔ الیکٹران روشنی کی رفتار کے قریب پہنچ جاتے ہیں اور شدید ایکس رے خارج کرنے کے لیے مقناطیسی میدانوں کی ایک سیریز کے ذریعے بیم کو دوہراتے ہیں۔ ان ایکس رے کا استعمال چھوٹی اشیاء، جیسے مالیکیولز، ان کے اندر موجود ایٹموں کے درمیان تعاملات کا مشاہدہ کرنے کے لیے کیا جا سکتا ہے۔
LCLS-II فی سیکنڈ میں دس لاکھ ایکس رے دالیں خارج کر سکتا ہے، پہلے کے LCLS لیزرز سے 8،000 گنا زیادہ۔ جب کوئی پلس کی بڑھتی ہوئی شرح کو الیکٹران کی بڑھتی ہوئی تعداد کے ساتھ جوڑتا ہے تو نیا آلہ اپنے پیشرو سے 10 سے زیادہ،000 گنا زیادہ روشن ہوتا ہے۔
خاص طور پر، LCLS-II فی سیکنڈ 1 ملین ایکس رے دالیں خارج کر سکتا ہے، جو پچھلے LCLS لیزر کے مقابلے میں 8،000-گنا اضافہ ہے۔ نبض کی بڑھتی ہوئی شرح اور فی نبض الیکٹران کی زیادہ تعداد کے ساتھ مل کر، نیا آلہ اپنے پیشرو سے 10،000 گنا زیادہ روشن ہے۔ اس کے علاوہ، یہ آلہ 10-50 فیمٹوسیکنڈز سے لے کر چھوٹی دھڑکنیں پیدا کر سکتا ہے، جس میں نبض کا دورانیہ 250 فیمٹوسیکنڈز تک کم توانائی والے ایکس رے کے لیے ہوتا ہے، اور یہاں تک کہ 10 فیمٹوسیکنڈ سے بھی کم کی بہت مختصر دالیں بنانے کی صلاحیت رکھتا ہے۔
اس طرح کی مختصر طول موج، مختصر دالوں، اور لیزرز کی تیز تکرار کے ساتھ، سائنس دان اس آلے کو کیمیائی رد عمل دیکھنے کے لیے استعمال کر سکتے ہیں۔ بنیادی طور پر، ہر نبض رد عمل میں شامل ایٹموں کی ترتیب کی تصویر بنا سکتی ہے، اور ان تصاویر کو پھر ایک سالماتی "کلیمیشن مووی" جیسا اثر پیدا کرنے کے لیے ایک ساتھ جوڑا جا سکتا ہے۔ 2018 میں، LCLS سہولت نے کامیابی کے ساتھ صرف 1،000 فیمٹو سیکنڈ میں انسانی بصارت اور فوٹو سنتھیسس میں شامل کیمیائی عمل کی فلم تیار کی۔
LCLS-II میں نہ صرف چھوٹی چیزوں کی تصویر بنانے کی صلاحیت ہے بلکہ اس میں 1 اینگسٹروم (10^-10 میٹر) تک کی درستگی بھی ہے۔ یہ صلاحیت محققین کو حیاتیاتی نظام سے لے کر فوٹو وولٹکس اور ایندھن کے خلیوں تک کے شعبوں میں جوہری عمل کو تلاش کرنے کی اجازت دے گی۔ ایک ہی وقت میں، لیزر ڈیوائس سائنسدانوں کو جسمانی مظاہر جیسے سپر کنڈکٹیوٹی، فیرو الیکٹرکٹی اور مقناطیسیت کو مزید دریافت کرنے میں بھی مدد دے گی۔
اپ گریڈ کے اہم اجزاء میں سے ایک کچھ انقلابی ٹیکنالوجی کی تنصیب ہے۔ جبکہ پہلے کے گیس پیڈل کمرے کے درجہ حرارت پر چلتے تھے، اپ گریڈ شدہ LCLS-II ایک سپر کنڈکٹنگ گیس پیڈل اسمبلی کا استعمال کرتا ہے، جو اسے مطلق صفر (-456 ڈگری F یا -271 ڈگری کے قریب درجہ حرارت پر کام کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ LCLS-II میں الیکٹران بیم کو جھولنے کے لیے بھی بہتر میگنےٹ ہیں۔
اگرچہ LCLS-II نے ابھی کام شروع کیا ہے، لیکن ابتدائی LCLS گیس پیڈلز کی کامیابی نے محققین کو پرامید ہونے کا سبب دیا ہے۔ 3،000 سے زیادہ سائنسدانوں نے اس سہولت کا استعمال کیا ہے، 1,450 سے زیادہ مقالے شائع کیے ہیں۔ اس طاقتور ایکس رے پلس ایمیٹر کے مستقبل کے استعمال امید افزا ہیں اور امید کی جاتی ہے کہ سائنسی تحقیق کے میدان میں نئی ​​بصیرتیں اور کامیابیاں حاصل ہوں گی۔