Çin, proteinlerin ve maddelerin atomik ölçekteki yapısını ortaya çıkaracak yeni ve güçlü bir x-ışını ışık kaynağını ateşlemeye hazırlanıyor. Operatörler, aralık ayı sonunda ışığın Pekin yakınlarındaki Yüksek Enerji Foton Kaynağı’ndaki (HEPS) deneysel ışın hatlarına akmaya başlamasını bekliyor; bu kaynak dünyadaki çok az “dördüncü nesil” sinkrotrondan biri olacak.
Nasıl çalışıyor
HEPS, elektronları yüksek enerjilere çıkarıyor ve onları dairesel bir yol etrafında büküyor; böylece parçacıklar sinkrotron radyasyonu (çoğunlukla kısa dalga boylu “sert” x-ışınları) yayıyor. Yoğun, lazer benzeri x-ışınları, bilim insanlarının malzemeleri ve biyolojik yapıları atomik ila nanometre ölçeklerinde görüntülemek ve nanosaniye zaman dilimlerinde kimyasal reaksiyonların anlık görüntülerini almak için kullanacakları 14 ışın hattına yönlendiriliyor.
Massachusetts Teknoloji Enstitüsü’nde malzemelerin kuantum özelliklerini inceleyen ve Argonne Ulusal Laboratuvarı’ndaki bir ABD Enerji Bakanlığı sinkrotronu olan Gelişmiş Foton Kaynağı (APS) için kullanıcı yürütme komitesine başkanlık eden Mingda Li, “Bu yeni ve büyük bir teleskop almak gibi bir şey. Daha önce gözlemlenemeyen şeyleri görebiliyorsunuz (...) Bu, sinkrotron topluluğu için çok heyecan verici” diyor.
Ne işe yaracak
Yapısal biyolojide HEPS, bilim insanlarının tüm hücreleri ve virüsleri görüntülemenin yanı sıra protein birleştirici ribozom gibi hücresel makineleri de incelemesine olanak tanıyacak. HEPS’i işletecek olan Çin Bilimler Akademisi Yüksek Enerji Fiziği Enstitüsü’nün (IHEP) müdür yardımcısı Dong Yuhui, “Protein makinelerini doğal ortamlarında, yüksek çözünürlükte görebileceğiz” diyor. Dong, en büyük zorluğun bu tür deneylerin ürettiği “devasa verileri” yönetmek olacağını söylüyor.
Proje nasıl ilerledi
IHEP ilk olarak 2008 yılında HEPS’i önerdi ve 10 yıl sonra 4,76 milyar renminbi (657 milyon $) değerindeki kompleksi inşa etmeye başladı. IHEP ekibi şimdi HEPS’in fon sağlayıcısı olan Çin Ulusal Kalkınma ve Reform Komisyonu’nun nihai incelemesini ve işletme ruhsatını bekliyor. Aralık ayı sonunda bir avuç kurum içi bilim insanının ışın hatlarına ilk kez ışık tutmasının ardından HEPS kullanıcı komitesi, daha geniş bir araştırma topluluğundan deneyler için bir çağrı yayınlayacak. Dong, çağrının Ocak 2025’in sonlarına doğru yapılabileceğini umuyor: “O zaman herkes mutlu olacak.”
Işın süresi için rekabetin şiddetli olması bekleniyor. Örneğin, APS’de her beş başvurudan yalnızca biri kabul ediliyor. APS, haziran ayında yükseltmeleri tamamlayıp ışın hatlarını açtıktan sonra, Amerika Birleşik Devletleri’ndeki ilk dördüncü nesil ışık kaynağı oldu. Yoğun madde fizikçisi ve Argonne’un eski müdürü Eric Isaacs, “HEPS benzer kalitede bir ışına sahip olacak ve yükseltilmiş APS ile rekabet edebilecek” diyor. “İkisi de harika makineler.” diye ekliyor.
HEPS Asya’daki ilk dördüncü nesil sinkrotron. Sırada Japonya’nın önümüzdeki yıl geliştirmeye başlayacağı ve 2029’a kadar SPring-8-II’ye dönüştürmeyi planladığı SPring-8 sinkrotronu var. Amaç SPring-8’in parlaklığını 100 kattan fazla artırarak onu dünyanın en güçlü sinkrotronu haline getirmek. Bu arada HEPS de boş durmayacaktır. Dong, IHEP’in önümüzdeki 5 yıl içinde 30 ila 32 ışın hattı daha eklemeyi planladığını söylüyor.
Kaynak: Stone, R. (2024, November 22). China poised to turn on one of world’s most powerful sources of x-ray light. science.org. Retrieved November 25, 2024, from https://www.science.org/content/article/china-poised-turn-one-world-s-most-powerful-sources-x-ray-light