Σε λειτουργία το Ευρωπαϊκό XFEL το ισχυρότερο λέιζερ ακτίνων-Χ στον κόσμο

Με κόστος κατασκευής σχεδόν ενάμισι δισεκατομμύριο ευρώ, η νέα επιστημονική υποδομή θα χρησιμοποιηθεί για τη μελέτη της ατομικής δομής της έμβιας και άβιας ύλης (κυττάρων, ιών, μετάλλων κ.α.). Χάρη στο νέο λέιζερ, που αποτελεί ταυτόχρονα κάμερα υψηλής ταχύτητας και μικροσκόπιο, θα καταστεί εφικτή η δημιουργία εικόνων και φιλμ του νανόκοσμου. Μεταξύ άλλων, θα επιτραπεί για πρώτη φορά η βιντεοσκόπηση σε πραγματικό χρόνο των χημικών δεσμών τη στιγμή που δημιουργούνται ή διασπώνται.

Το νέο πανίσχυρο λέιζερ θα επιτρέψει στους επιστήμονες να δουν πιο λεπτομερείς από κάθε άλλη φορά εικόνες της μοριακής δομής νέων υλικών και φαρμάκων, καθώς και διαφόρων χημικών και βιοχημικών αντιδράσεων. Οι επιστήμονες ευελπιστούν έτσι να κάνουν νέες ανακαλύψεις, που θα οδηγήσουν σε νέες βιοϊατρικές θεραπείες, νέα φάρμακα (π.χ. αντιβιοτικά) και νέα υλικά (π.χ. νέες σκληρότερες μορφές διαμαντιών).

Έντεκα χώρες συμμετέχουν ως αρχικά μέλη στην ερευνητική κοινοπραξία του XFEL (Γερμανία, Ρωσία, Δανία, Γαλλία, Ουγγαρία, Ιταλία, Πολωνία, Σλοβακία, Ισπανία, Σουηδία, Ελβετία), ενώ και άλλες αναμένεται να προστεθούν τα επόμενα χρόνια.

Κεντρικό ρόλο στη δημιουργία του European XFEL, που χρειάσθηκε περίπου οκτώ χρόνια για να δημιουργηθεί, έχει το γερμανικό ερευνητικό κέντρο DESY (Deutsches Elektronen-Synchrotron), το οποίο είναι και ο μεγαλύτερος μέτοχος του λέιζερ, έχοντας καταβάλει το 58% του κόστους, ενώ ακολουθεί σε συμβολή η Ρωσία με 27%.

Το European XFEL είναι το μεγαλύτερο και ισχυρότερο από τα παρόμοια λέιζερ ακτίνων-Χ που υπάρχουν στις ΗΠΑ, στην Ιαπωνία και αλλού. Το νέο λέιζερ έχει μήκος 3,4 χιλιομέτρων και το μεγαλύτερο μέρος του (τα 2,1 χλμ.) βρίσκεται μέσα σε ένα υπόγειο τούνελ σε βάθος 38 μέτρων. Ουσιαστικά πρόκειται για τον πιο μεγάλο, ισχυρό και εξελιγμένο γραμμικό επιταχυντή παγκοσμίως, που επιταχύνει ελεύθερα ηλεκτρόνια σχεδόν στην ταχύτητα του φωτός, σε θερμοκρασία μείον 271 βαθμών Κελσίου (δύο μόλις βαθμούς πάνω από το απόλυτο μηδέν).

Το φως του είναι περίπου ένα δισεκατομμύριο φορές πιο έντονο από το φως που παράγουν οι παραδοσιακές πηγές ακτίνων-Χ (οι επιταχυντές-σύγχροτρα). Το φως του XFEL έχει μήκος κύματος περίπου 0,05 νανομέτρων (δισεκατομμυριοστών του μέτρου) και συχνότητα 27.000 παλμών ανά δευτερόλεπτο. Κάθε παλμός διαρκεί μόλις 50 femtoseconds και περιέχει τρισεκατομμύρια φωτόνια ακτίνων-Χ.

Ήδη η ζήτηση εκ μέρους διαφόρων ερευνητών είναι μεγάλη για να διεξάγουν μελέτες και πειράματα στις εγκαταστάσεις του XFEL. Οι ενδιαφερόμενοι επιστήμονες διαφόρων ερευνητικών πεδίων (και από την Ελλάδα) θα μπορούν να υποβάλουν τα αιτήματά τους για να πραγματοποιήσουν βιολογικά, χημικά και φυσικά πειράματα.