Градът Лунд в Швеция вече е дом на няколко важни научни съоръжения, включително най-напредналия синхротрон (вид цикличен ускорител на частици) за рентгенови лъчи MAX IV, който ще влезе в експлоатация през 2016 г. Сега Лунд ще бъде и място за най-мощния източник на неутрони в света – струващия 1,8 милиарда евро Европейски източник на неутронно разсейване (European Spallation Source – ESS).
Повече от дузина европейски страни финансират проекта, като Швеция и Дания са най-големите спонсори съответно с 35% и 12,5% дял в общото финансиране. Очаква се ESS да заработи през 2019 г.
Както всички инструменти за тестване на най-малките съставни части на материята, ESS ще има огромни размери. Линеен ускорител дълъг 600 метра ще ускорява протони, за да се сблъскат със сила от 5 MW във въртящи се цели от волфрам. Протоните, движещи се със скорост близка до светлинната, удрят волфрамовите ядра и отделят неутрони в процес, наречен спалационна реакция. След това неутроните се „изстудяват”, или забавят, и ще бъдат насочени към 44 лъчеви линии, които ще са завършени през 2025 г.
Според Хенинг Поулсен, физик в Датския технически университет в Конгенс Лингби, комбинацията между нов източник и нови дизайни на инструментите ще подобри значително ефективността, което по негови изчисления ще бъде с коефициент между 30 и хиляда.
[pull_quote_center]Това означава, че може да правиш експерименти много по-добре и по-бързо[/pull_quote_center] казва той. В някои области, като проучване на свръхпроводимост, където са нужни големи мостри, ESS ще позволи използването на по-малки мостри, които са по-лесни за създаване.
[pull_quote_center]Ще получим някои уникални възможности да разберем тези и други материали много по-добре[/pull_quote_center]добавя Поулсен.
Тъй като неутроните нямат заряд, те не се разсейват от електроните и могат да проникнат дълбоко в атомите и да достигнат директно до атомното ядро, което е невъзможно с рентгенови лъчи. Според Поулсен два фактора правят неутроните особено интересни. С рентгеново лъчение може да „се видят” само тежките елементи, но с неутроните, които взаимодействат с леките елементи като водород и въглерод, може да се изследва по-широк спектър от материали с приложения в молекулярната биология, биомедицинските изследвания и дори науката за храненето.
Вторият фактор е фактът, че неутроните имат магнитен момент – те са миниатюрни магнити. Неутроните взаимодействат с магнитния момент на атомите и могат да помогнат на учените да изследват материали като свръхпроводници.
Фактът, че неутроните могат да проникнат в материята по-добре от рентгеновите лъчи, ги прави и интересни за инженерни приложения. Например, ако искате да видите в един цял моторен блок, е по-добре е да използвате неутрони, отколкото рентгенови лъчи.
ESS и MAX IV ще бъдат само на един километър разстояние едно от друго. [pull_quote_center]Близкото им разположение и взаимното допълване на информацията, получена с използването на рентгенови лъчи и информацията, получена с използването на неутрони, ще бъдат в полза на изследователите, които искат да проучват мостри и в двете съоръжения.[/pull_quote_center] ESS ще бъде работно място за около 500 човека и се очаква да бъде посещаван от 2 000 до 5 000 учени годишно.
