Um acelerador de partículas agora está mais frio que o espaço para produzir 1 milhão de pulsos de raios X por segundo

 Isso é apenas 3,67 graus Fahrenheit acima do zero absoluto.

Uma vista da parte que abriga o túnel do laser de elétrons livres de raios-X Linac Coherent Light Source (LCLS) atualizado. (Crédito da imagem: Jim Gensheimer, Greg Stewart/SLAC National Accelerator Laboratory)

Se você pensou que o lugar mais frio da Terra é a Antártida, bem, você pode estar errado sobre isso. Um dos lugares mais frios da Terra é, na verdade, Menlo Park, Califórnia – ou mais especificamente, 9 metros abaixo dele. Um acelerador subterrâneo de partículas supercondutoras no SLAC National Accelerator Laboratory foi resfriado a impressionantes -456 graus Fahrenheit (menos 271 graus Celsius ou 2 kelvin). Isso é apenas alguns graus acima da temperatura mais fria possível no universo, zero absoluto. O resfriamento extremo faz parte de uma atualização do laser de elétrons livres de raios-X Linac Coherent Light Source (LCLS) - que em breve será apelidado de LCLS-II - que pode acelerar elétrons perto da velocidade da luz . 

O aparelho é usado para estudar eventos químicos raros, moléculas biológicas, mecânica quântica e materiais complexos usados ​​em computação (um propósito apropriado, dada a localização do acelerador no Vale do Silício). Quando as atualizações estiverem concluídas, o LCLS-II será capaz de produzir pulsos de raios X 10.000 vezes mais brilhantes que seu antecessor, a uma taxa de até um milhão de pulsos por segundo – algo que só é possível sob as temperaturas extremamente frias do acelerador, conforme comunicado do estabelecimento. 

Na antiga iteração do LCLS, que começou a funcionar em 2009, os elétrons foram acelerados por meio quilômetro de tubos de cobre à temperatura ambiente, o que permitia apenas um máximo de 120 pulsos de raios X por segundo. 

Em vez disso, o novo sistema apresenta 37 módulos aceleradores criogênicos revestidos com cavidades feitas de nióbio metálico, todos cercados por uma série de equipamentos de refrigeração. Uma vez que as cavidades de nióbio atingem menos 456 F, elas se tornam supercondutoras. Esse estado elimina a resistência elétrica para que os elétrons possam atingir velocidades incrivelmente altas. 

“Em apenas algumas horas, o LCLS-II produzirá mais pulsos de raios X do que o laser atual gerou em toda a sua vida útil”, disse Mike Dunne, diretor do LCLS, no comunicado. "Dados que antes levavam meses para serem coletados podem ser produzidos em minutos. Levará a ciência dos raios X para o próximo nível, abrindo caminho para uma nova gama de estudos e avançando nossa capacidade de desenvolver tecnologias revolucionárias para abordar alguns dos os desafios mais profundos que a nossa sociedade enfrenta."

Fonte: Space.com