Dünyanın En Güçlü X Işını Lazeri Yaşamın Sırlarına Işık Tutabilir
Linac Coherent Light Source II (LCLS-II) adlı X ışını lazeri, yaşamı mümkün hâle getiren mekanizmaların anlaşılmasında devrim niteliği taşıyor.
ArtemisDiana / iStock
ABD’nin Kaliforniya eyaletindeki bir bölgenin altında SLAC Ulusal Hızlandırıcı Laboratuvarı adlı bir bilimsel araştırma merkezi bulunuyor. Uzayın derinliklerindeki bazı noktalardan bile daha soğuk olan bu laboratuvar -271 oC’de tutuluyor. Bu sıcaklık değeri yaklaşık olarak, atomik hareketin durduğu varsayılan mutlak sıfırdan sadece 2 oC fazla. Sıcaklığın bu kadar düşük olmasının nedeniyse, dünyanın en güçlü X ışını lazeri olan Linac Coherent Light Source II (LCLS-II) adlı makinenin çalışması için gerekli ortamı oluşturmak. Bir önceki versiyonundan 10.000 kat daha parlak X ışını üretme kapasitesine sahip bu lazer, şimdiye kadar tasarlanmış en güçlü X ışını lazeri.
LCLS-II lazeri, 12 Eylül 2023 tarihinde ilk yüksek enerjili radyasyon ışınlarını üretti. Bu yüksek enerjili ışınlar, dalga boylarının kısa olması sayesinde istenilen bölgeye odaklanabiliyor. Böylece bilim insanları, atomik düzeyde gerçekleşen kimyasal tepkimelerin anlık görüntülerini yakalayabilecek. Buradaki “anlık” ifadesi saniyenin milyonda birinin milyarda biri anlamına geliyor.
Femtosaniye (10-15 saniye) ve attosaniye (10-18 saniye) zaman ölçeğinde gerçekleşen olayları yakalayabilen LCLS-II lazeri, hayli kısa sürede gerçekleşen kimyasal tepkimeleri izleyerek “moleküler filmler” oluşturabilecek. Bu “moleküler filmler” bugüne kadar yapılmış en kısa ve detaylı film olma özelliği taşıyacak.
Jim Gensheimer / SLAC National Accelerator Laboratory
Bu kısa filmlerin fotosentez gibi yaşamın temelini oluşturan olayları ve protein davranışlarını önceden mümkün olmayan hızda ve boyutlarda incelemeye imkân sağlayacağı öngörülüyor. Yaşamı mümkün hâle getiren mekanizmaların anlaşılmasında devrim niteliği taşıyan bu gelişme, biyolojik moleküller üzerinde detaylı incelemeler yapılmasını kolaylaştırarak yeni ilaçların geliştirilmesini de sağlayabilir.
Çeşitli maddelerin iç yapısını atom ölçeğinde gözlemleme fırsatı sağlayan LCLS-II, ultra hızlı kuantum bilgisayarların geliştirilmesinde ve kuantum iletişiminin güvenli hâle gelmesinde rol oynayabilir. Ayrıca güçlü X ışını lazeri, daha az zararlı gübre üretiminde ve güneş panellerinden elde edilen enerjinin verimini artırmada da önemli bir yere sahip olabilir.
Kaynak:
