Европейский центр синхротронного излучения ( ESRF ) — это совместный исследовательский центр, расположенный в Гренобле , Франция , поддерживаемый 22 странами (13 стран-членов: Бельгия, Дания, Финляндия, Франция, Германия, Италия, Нидерланды, Норвегия, Россия, Испания, Швеция, Швейцария и Великобритания; и 9 ассоциированных стран: Австрия, Чешская Республика, Венгрия, Индия, Израиль, Польша, Португалия, Словакия и Южная Африка). [1]
Около 8000 ученых посещают этот ускоритель частиц каждый год, проводят свыше 2000 экспериментов и публикуют около 1800 научных публикаций. [2]
Институт был открыт в сентябре 1994 года, его годовой бюджет составляет около 100 миллионов евро [3] , в нем работают более 630 человек, и ежегодно сюда приезжают более 7000 приглашенных ученых.
В 2009 году ESRF начал первое крупное улучшение своих возможностей. С созданием нового сверхстабильного экспериментального зала площадью 8000 м2 в 2015 году его рентгеновские лучи стали в 100 раз мощнее, с мощностью в 100 миллиардов раз больше, чем у больничных рентгенографических устройств. [4]
Второе усовершенствование оборудования, теперь называемое «Extremely Brilliant Source» (ESRF-EBS), произошло между 2018 и 2020 годами и снова увеличило мощность рентгеновского излучения в 100 раз [5] или в 10 000 миллиардов раз мощнее рентгеновского излучения, используемого в медицинской сфере. Он стал первым в мире синхротроном высокой энергии четвертого поколения. [6]
Первые испытания электронного пучка начались 28 ноября 2019 года. [7] Объект вновь открылся для пользователей 25 августа 2020 года. [8]
Физический завод ESRF состоит из двух основных зданий: экспериментального зала, содержащего кольцо окружности 844 метра и сорок тангенциальных каналов пучка ; и блока лабораторий , подготовительных помещений и офисов, соединенных с кольцом пешеходным мостом. Электронная пушка линейного ускорителя и меньшее кольцо-ускоритель, используемые для доведения пучка до рабочей энергии 6 ГэВ, построены внутри главного кольца. До недавнего времени велосипеды предоставлялись для использования в помещении в кольцевом коридоре кольца. К сожалению, их убрали после нескольких незначительных аварий. Но даже до этого было невозможно непрерывно ездить на велосипеде по всему периметру, поскольку некоторые каналы пучка выходят из зала.
Исследования в ESRF в значительной степени сосредоточены на использовании рентгеновского излучения в таких разнообразных областях, как кристаллография белков , науки о Земле , палеонтология , материаловедение , химия и физика . Такие объекты, как ESRF, предлагают поток, энергетический диапазон и разрешение, недостижимые с помощью обычных (лабораторных) источников излучения.
В 2014 году в ESRF впервые были прочитаны древние книги, уничтоженные извержением Везувия в 79 году . Эти фрагменты 1840 года [ требуется разъяснение ] были сведены к состоянию обугленных цилиндров. [9] [10]
В 2015 году ученые из Шеффилдского университета использовали рентгеновские лучи ESRF для изучения сине-белых перьев соек и обнаружили, что птицы используют хорошо контролируемые изменения в наноструктуре своих перьев для создания ярких цветов своего оперения. Это исследование открыло новые возможности для создания невыцветающих синтетических цветов для красок и одежды. [11]
В июле 2016 года группа южноафриканских исследователей просканировала полный окаменевший скелет небольшого динозавра , обнаруженного в 2005 году в Южной Африке и возрастом более 200 миллионов лет. При сканировании зубной ряд гетеродонтозаврид показал , что толщина небных костей составляет менее миллиметра. [12] [13]
6 декабря 2017 года журнал Nature представил открытие на европейском синхротроне нового вида динозавра с удивительными характеристиками, который жил около 72 миллионов лет назад. Это двуногое животное с некоторыми чертами велоцираптора , страуса и лебедя, с мордой, похожей на крокодила, и крыльями, похожими на крылья пингвина. С ростом около 1,2 метра (4 фута) и с убийственными когтями он мог охотиться на свою добычу на земле или плавая в воде, что является новинкой для ученых, изучающих динозавров. [14]
В ноябре 2021 года исследователи продемонстрировали новую технологию рентгеновской визуализации , «HiP-CT», для 3D-сканирования целых органов с клеточным разрешением, используя «Extremely Brilliant Source» ESRF. Опубликованный онлайн-Атлас органов человека включает легкие донора, умершего от COVID-19 . [15] [16] [17]
В октябре 2024 года First Light Fusion в сотрудничестве с факультетом инженерных наук Оксфордского университета провела эксперимент по инерциальному синтезу на пучковом канале ID19, чтобы исследовать формирование и прохождение ударных волн через некоторые усилители First Light Fusion. [18]
Участок ESRF является частью " Polygone Scientifique ", расположенного в месте слияния рек Драк и Изер, примерно в 1,5 км от центра Гренобля . Он обслуживается трамвайной системой Гренобля и местными автобусными линиями Semitag (C6, 22 и 54). Он обслуживается аэропортами Гренобль-Изер и Лион-Сент-Экзюпери .
ESRF делит свой сайт с несколькими другими учреждениями, включая Institut Laue-Langevin (ILL), European Molecular Biology Laboratory (EMBL) и Institut de biologie structurele . Через дорогу находится институт Centre national de la recherche scientifique (CNRS).
