O laser mais poderoso do mundo acaba de entrar em funcionamento! Modelo torna possível observar cargas elétricas saltando em torno de átomos durante uma reação química

Cientistas concluíram as atualizações do laser mais poderoso do mundo, capaz de observar cargas elétricas e revolucionar a indústria.

Um laser de raio-X, situado em Menlo Park, na Califórnia, desenvolvido para ser o laser mais poderoso do mundo, acabou de gerar seus primeiros feixes. O equipamento foi lançado em 2009 e, recentemente, tem passado por reformas para que sua capacidade seja aprimorada. As atualizações realizadas permitirão que seja possível desenvolver filmes em alta velocidade de processos ultra rápidos em níveis subatômicos, sendo possível até mesmo observar cargas elétricas saltando em torno de átomos durante uma reação química.

Laser de raio-X produz 1 milhão de pulsos por segundo

A atualização do laser mais poderoso do mundo, chamado de Fonte de Luz Coerente Linac (LCLS), do Laboratório Nacional de Aceleradores (SLAC), custou cerca de 1,1 bilhão de dólares e está em andamento há mais de uma década.

As reformas ampliaram a luminosidade do feixe em 10 mil vezes e a taxa de pulsos por segundo em mais de 8 mil, gerando assim 1 milhão de pulsos de raio-X por segundo. As novas alterações no laser de Raio-X permitirá uma visão nítida de eventos moleculares raros e nunca antes observados, gerando possibilidades interinamente novas.

O LCLS, agora chamado de LCLS-II, permitirá pesquisas de materiais quânticos, desvendar a fotossíntese, e o desenvolvimento de novos eletrônicos para sistemas de computação. O laser mais poderoso do mundo original, foi o primeiro equipamento do tipo a ser desenvolvido no mundo.

Seu funcionamento unia as capacidades de sondagem de átomos de raios-X ‘duros’ de alta energia com a velocidade de um laser. O laser contava com um acelerador de partículas de 3 km que enviava elétrons a partir de um tubo de cobre. Tais partículas eram bombeadas com dois onduladores magnéticos, fazendo com que elas se movessem de um lado para o outro e gerassem raios-X.

Confira as principais mudanças após a atualização do laser de raio-x

Na versão atualizada, parte do tubo de cobre foi trocado por cavidades de nióbio resfriadas a cerca de -271 graus Celsius. A essa temperatura o material se transforma em um supercondutor, transportando os elétrons sem quase nenhuma resistência e tornando possível que a taxa de pulsos seja atingida mais rapidamente. A comunidade científica está ansiosa com as possibilidades que as reformas do laser proporcionarão.

Junko Yano, biofísico molecular do Laboratório Nacional Laswrence Berkeley, em comunicado, aponta que as atualizações possibilitarão que ele vá mais a fundo em sua pesquisa sobre fotossínteses, que planeja entender como este processo acontece para que sejam imitados em sistemas de produção de combustível solar.

O fim das reformas do laser mais poderoso do mundo estava previsto para acontecer em 2020, entretanto, devido a vários fatores como a pandemia da Covid-19, sua conclusão acabou atrasando. Atualmente, a equipe do SLAC está empolgada com a finalização da atualização e avalia projetos de pesquisa de cientistas do mundo inteiro que estão solicitando o uso do LCLS-II para agilizar seus estudos.

Outros estudos com laser

Cientistas estão constantemente em busca de possíveis sinais de vida extraterrestre. Para isso, se tornou essencial desenvolver equipamentos de análise que possam ser enviados em missões e exploração sem ocupar bastante espaço. Desta vez, uma equipe de cientistas desenvolveu um compacto dispositivo de laser que pode contribuir nessas descobertas.

O dispositivo pesa menos de 8 kg e pode analisar  as amostras de um local e apontar assinaturas biológicas. Ele é composto por duas ferramentas, uma delas é um laser pulsante ultravioleta, que pode remover pequenas amostras planetárias. Outra ferramenta é um Orbitrap, um analisador que fornece dados em alta resolução da composição química de uma amostra.