Impresión láser de paquetes de electrones exprés
Un acelerador típico se parece a una línea de montaje donde los electrones son las piezas en bruto. Para obtener el pulso de rayos X deseado, la pieza se ajusta durante mucho tiempo después del arranque: se comprime, se filtra, se corrige. En el nuevo trabajo, los ingenieros decidieron actuar de otra manera: dar forma a la pieza antes de que entre en la línea de montaje.
En la instalación LCLS-II, los electrones se extraen de un metal mediante un breve pulso láser. Antes, este pulso tenía una forma simple, como un sello con un patrón fijo. Ahora, los investigadores han construido un sistema que permite dibujar en el pulso láser un patrón arbitrario: varios picos, escalones, perfiles complejos. Este patrón se transfiere al paquete de electrones y se conserva durante la aceleración y compresión.
Este enfoque convierte la fuente de electrones en una herramienta programable. En lugar de ajustar manualmente el acelerador para cada nueva tarea, el operador puede simplemente cargar el «dibujo» deseado del pulso láser. Esto abre el camino hacia la optimización automática e incluso el funcionamiento autónomo de los láseres de rayos X.
Un paquete de electrones en un acelerador es tan corto que su longitud se mide en femtosegundos, la milbillonésima parte de un segundo. En un femtosegundo, la luz recorre una distancia cientos de veces menor que el grosor de un cabello humano.
Esta tecnología recuerda al replicador de «Star Trek», solo que en lugar de materia, se programa la forma del haz de partículas.