HEPS to urządzenie opracowane przez naukowców z Chin, które — jak sama nazwa wskazuje — będzie najsilniejszym źródłem fotonów o wysokiej energii. Jeżeli wszystko pójdzie zgodnie z planem, naukowcy otrzymają nowe narzędzie do emitowania wysokoenergetycznych promieni rentgenowskich, które z kolei pozwolą badać rzeczywistość w nanoskali.
Już teraz wiadomo, że HEPS będzie wyposażony w rekordowo silne źródło synchrotronowego promieniowania rentgenowskiego. Warto tutaj zauważyć, że tym samym Chiny wejdą do bardzo elitarnego grona krajów posiadających na swoim wyposażeniu takie źródło promieni X.
Czytaj także: Chiny zbudują największy akcelerator cząstek na świecie. To będzie naprawdę imponujący obiekt
Aktualnie setki naukowców intensywnie pracują, sprawdzając i kalibrując tysiące komponentów urządzenia znajdującego się w okolicach samego centrum Pekinu. W ciągu najbliższych kilku tygodnia zainstalowana zostania specjalna komora próżniowa umożliwiająca zachowanie jasności i przede wszystkim stabilności wiązki promieniowania. Gra jest jednak warta świeczki, bowiem kiedy wszystkie komponenty HEPS zostaną prawidłowo ustawione, to będzie on w stanie emitować wiązkę światła rentgenowskiego, która powinna nam pozwolić na obserwowanie w czasie rzeczywistym struktury molekularnej i atomowej badanych próbek.
O tym, jak dużym osiągnięciem jest stworzenie HEPS najlepiej może świadczyć porównanie do poprzedniego rekordzisty, czyli synchrotronu SSRF (Shanghai Synchrotron Radiation Facility o obwodzie ponad 430 metrów. Obliczenia wskazują, że nowa wiązka promieniowania rentgenowskiego pozwoli badaczom uzyskać rozdzielczość czasową 10 000 razy wyższą od SSRF. Dzięki temu naprawdę będziemy za jego pomocą mogli obserwować ruch atomów w próbkach w czasie rzeczywistym.
Synchrotronowe źródło światła to nic innego jak fragment synchrotronu, czyli akceleratora cząstek. Aby wytworzyć promienie rentgenowskie, naukowcy wypuszczają wiązkę elektronów, które następnie kierowane są przez magnesy i wytwarzane przez nie silne pole magnetyczne. To właśnie te pola magnetyczne umożliwiają zamianę energii elektronów w promieniowanie rentgenowskie.
Czytaj także: Akcelerator cząstek nowej generacji. Ten będzie miał coś, czego nie miały dotychczasowe urządzenia
Naukowcy już teraz wskazują, że urządzenia czwartej generacji sprawią, że w najbliższym czasie standardem będzie obserwowanie materii w nanoskali z rozdzielczością czasową rzędu nanosekund, zamiast obecnych milisekund. Oznacza to zatem ogromny skokowy wzrost jakości obserwacji.
Chyba najlepszym przykładem tutaj może być badanie struktury białek za pomocą synchrotronu. Dotychczas także było to możliwe, ale wymagało specjalnych zabiegów i przygotowań. Każda próbka musiała być pieczołowicie oczyszczona, a następnie przekształcona w kryształ widoczny w zakresie promieniowania rentgenowskiego. Dopiero po takim przygotowaniu naukowcy mogli rozpocząć analizę całej struktury atomowej badanego białka.
Kiedy jednak ruszy HEPS, badanie białek stanie się znacznie prostsze. Tutaj będzie można badać nawet najmniejsze białka, bez zbędnych przygotowań. Można zatem powiedzieć, że nie tylko wzrośnie zarówno rozdzielczość przestrzenna i czasowa, ale także skróci się czas potrzebny na przeprowadzenie obserwacji.
