XPP، Linac Coherent Light Source (LCLS) میں X-رے پمپ پروب کا آلہ، دوبارہ آن لائن ہے اور مکمل تعمیر نو کے بعد محققین کا خیر مقدم کر رہا ہے۔ محکمہ توانائی کی SLAC نیشنل ایکسلریٹر لیبارٹری میں LCLS میں جاری اعلیٰ-توانائی کے اپ گریڈ سے متوقع X-رے آؤٹ پٹ میں نمایاں اضافے کے لیے اوور ہال نے XPP کو تیار کر لیا ہے۔ LCLS ایک اہم X-رے مفت-الیکٹران لیزر سہولت ہے جسے دنیا بھر کے سائنسدان قدرتی عمل کے انتہائی تیز تصویروں کو حاصل کرنے کے لیے استعمال کرتے ہیں۔
LCLS ہائی- کے پروجیکٹ ڈائریکٹر جان ہوگن نے کہا، "XPP کی تعمیر نو کو-وقت اور-بجٹ پر مکمل کرنا اعلی-انرجی اپ گریڈ کی کوششوں کے لیے ایک اہم سنگِ میل ہے، اور ہمیں خوشی ہے کہ یہ آلہ دنیا بھر کے محققین کی مدد کے لیے واپس آ گیا ہے۔" "یہ ایک بہت بڑی ٹیم کی کوشش تھی، جس میں SLAC کی انجینئرنگ، سائنس اور پروجیکٹ ٹیموں کے پارٹنرز شامل تھے۔"
اپنے 2010 کے آغاز کے بعد سے، XPP نے مادی سائنس-کوانٹم انفارمیشن سٹوریج سے لے کر ٹائم اسکیلز میں مادی حرکیات تک-ساتھ ہی ساتھ کیمسٹری، فزکس اور بائیو سائنس میں تحقیق کو قابل بنایا ہے۔ محققین نے XPP کا فائدہ اٹھایا ہے X-رے آپٹکس ٹیکنالوجیز، بشمول cavity-based X-ray oscillators جو مستقبل کے X-رے مفت-الیکٹران لیزر کی سہولیات کو تشکیل دے رہے ہیں۔
حالیہ، سال بھر کی تعمیر نو نے LCLS میں آنے والے اعلی-توانائی کے اپ گریڈ کے لیے XPP کو تیار کیا، جو 2025 میں شروع ہوا اور اسے مکمل ہونے میں تقریباً دو سال لگیں گے۔ اپ گریڈ کے بعد، LCLS ایک ملین پلس فی سیکنڈ تک تکرار کی شرح پر اعلی-توانائی X-شعاعیں پیدا کرے گا، جس سے XPP کو مزید ڈیٹا اکٹھا کرنے، اعلیٰ مقامی ریزولوشن حاصل کرنے اور تجربات کی وسیع رینج کو سپورٹ کرنے کے قابل بنائے گا۔
"2010 میں، XPP دنیا کا پہلا آلہ بن گیا جس نے X-سے مفت-الیکٹران لیزر سے سخت X-شعاعیں استعمال کیں،" تاکاہیرو ساتو، XPP انسٹرومنٹ لیڈ نے کہا۔ "یہ ایک ایسا آلہ ہے جسے ہم نے نئے تجرباتی ٹولز اور تکنیکوں کو تیار کرنے اور انتہائی تیز سائنس کو دکھانے کے لیے استعمال کیا ہے۔ اس اپ گریڈ کے ساتھ، ہم اسے اس شعبے میں سب سے آگے رہنے کے قابل بنا رہے ہیں۔"
XPP کو فوٹون، اعلی توانائیوں اور متعلقہ گرمی کے بوجھ میں بڑے اضافے کے لیے تیار کرنے کے لیے، ٹیموں نے پورے آلے کو ختم کر دیا، پرانے اجزاء کو ہٹا کر اور نئے اور تجدید شدہ حصوں کے ساتھ آلے کو دوبارہ بنایا۔
ایک کلیدی اضافہ ایک بڑا آف سیٹ ڈبل کرسٹل مونوکرومیٹر ہے، جسے کریو- مائع نائٹروجن کا استعمال کرتے ہوئے تقریباً -260 ڈگری ایف تک ٹھنڈا کیا جائے گا تاکہ گرمی کے بڑھتے ہوئے بوجھ کو سنبھالا جا سکے اور تجربات کے دوران درجہ حرارت کے اتار چڑھاؤ کو کم کیا جا سکے۔
ٹیم نے ملٹی پلیکسنگ سسٹم کو بھی اپ گریڈ کیا، جو LCLS X-رے شعاع کو دو حصوں میں تقسیم کر سکتا ہے-ایک سٹریم کو XPP کی طرف ڈائریکٹ کرتا ہے جبکہ دوسرے کو دوسرے آلات پر بھیجتا ہے-تاکہ ایک سے زیادہ تجربات ایک ساتھ چل سکیں۔ نیا ملٹی پلیکسنگ سسٹم پرانے کی جگہ لے لیتا ہے اور زیادہ قابل اعتماد اور مستحکم ہے۔
"یہ بڑے-پیمانہ کی تعمیر نو ایک آپریٹنگ سہولت کے اندر ہوئی، اور مجھے اس بات پر فخر ہے کہ کس طرح ہماری ٹیم نے وقت کے نظام الاوقات کو احتیاط سے کام کیا اور اسے انجام دینے کے لیے دوسری ٹیموں کے ساتھ ہم آہنگی پیدا کی،" ریبیکا ارمینٹا نے کہا، XPP کی تعمیر نو کی لیڈ انجینئر۔
XPP اس موسم بہار میں معمول کے کاموں پر واپس آ رہا ہے اور 2027 کے آخر میں جب ہائی-انرجی بیم آن لائن آئے گا تو اس کی صلاحیت میں ایک بڑا اضافہ دیکھنے کو ملے گا۔
ٹیم اس سال شیڈول ڈاؤن ٹائمز کے دوران منتخب اپ گریڈز جاری رکھے گی، بشمول موجودہ بیم کنٹینمنٹ سسٹم کو ایسے ورژنز سے تبدیل کرنا جو اعلی توانائیوں کے ساتھ ہم آہنگ ہوں گے اور آپٹیکل پمپ لیزر کو اپ گریڈ شدہ LCLS کے لیے ڈیزائن کیے گئے نئے سسٹم کے ساتھ اپ گریڈ کرنا۔
"ابھی بھی کام کرنا باقی ہے، لیکن صارفین کی خدمت میں اس آلے کو واپس دیکھ کر بہت اچھا لگا،" LCLS ہائی-انرجی اپ گریڈ اور LCLS سائنس، ریسرچ اینڈ ڈویلپمنٹ ڈویژن کے ڈپٹی ڈویژن ڈائریکٹر ڈیلنگ ژو نے کہا۔ "ہمارے پاس دنیا بھر کے ساتھی ہیں جو XPP کے آن لائن واپس آنے کا بے چینی سے انتظار کر رہے ہیں، اور ہم ان کا دوبارہ استقبال کرنے کے لیے پرجوش ہیں۔"
