Tia laser vốn là thứ chỉ tồn tại trong các bộ phim viễn tưởng thời xưa. Tuy nhiên, khi công nghệ ngày càng phát triển, việc phổ biến tia laser lên toàn cầu trong đời sống thường ngày sẽ không còn xa nữa. Mới đây, các nhà khoa học ở Đại học Stanford đã đạt được một bước tiến trong việc hiện thực hóa điều này thông qua việc sáng chế nên máy laser tia X sáng nhất thế giới.

Được biết, mục đích của chiếc máy laser tia X sáng nhất thế giới này là để nghiên cứu khối xây dựng vũ trụ. Hiện tại, máy vẫn đang trong giai đoạn phát triển và dự kiến sẽ được ra mắt vào năm 2022.

Dự án LCLS-II được thiết kế để hỗ trợ sứ mệnh của Văn phòng Khoa học DOE, như được mô tả trong Tuyên bố về nhu cầu sứ mệnh ngày 22 tháng 4 năm 2010. Phạm vi của Dự án đã được lựa chọn để tăng khả năng và năng lực cho cơ sở cả khi dự án hoàn thành và trong thập kỷ tiếp theo.

LCLS-II được xây dựng từ sự thành công của LCLS để đảm bảo rằng Hoa Kỳ duy trì vị thế hàng đầu thế giới về nghiên cứu tiên tiến về hóa học, vật liệu, sinh học và năng lượng.

Coherent Light Source II hay LCLS-II được dự kiến sẽ hoàn thành vào năm 2022 và qua đó, sáng chế này sẽ trở thành máy laser tia X thứ hai tại Phòng thí nghiệm gia tốc quốc gia SLAC của Bộ Năng lượng Mỹ, có cải thiện đáng kể so với chiếc máy laser LCLS đầu tiên vận hành từ năm 2009 vốn đã có khả năng tạo ra chùm tia với 120 xung ánh sáng mỗi giây.

LCLS-II có thể sản sinh một triệu xung mỗi giây và chùm laser sẽ sáng gấp 10.000 lần bản tiền nhiệm.

Undulator Hall, đoạn nam châm đảo chiều dùng để biến đổi chùm electron thành tia X. Ảnh: Andy Altman/CNET

Máy laser tạo nên kỉ nguyên mới

Tiến sĩ James Cryan ở SLAC chia sẻ về sáng chế laser mới với tiềm năng vô hạn: “Tôi cho rằng hoàn toàn hợp lý khi nói LCLS-II sẽ mở ra một kỷ nguyên khoa học mới. Cỗ máy có thể tạo ra các xung trong chưa đầy một phần triệu tỷ giây”.

Với thiết bị này, tiến sĩ Cryan cho biết rằng các nhà nghiên cứu khoa học sẽ có thể thực hiện các thí nghiệm vốn bất khả thi với nền khoa học trước đây, mở đường cho sự phát triển của những công nghệ, sáng chế mới có khả năng cải thiện đời sống con người.

LCLS hoạt động giống như một kính hiển vi với độ phân giải cỡ nguyên tử. Ở trung tâm của LCLS-II là máy gia tốc hạt, thiết bị thúc đẩy tốc độ hạt tích điện và hướng chúng thành một chùm. Chùm đó truyền qua hàng loạt nam châm đảo chiều (thiết bị gọi là máy gợn sóng) để tạo ra tia X.

Tia X này sẽ có thể được sử dụng để dựng phim phân tử, hình ảnh của nguyên tử và phân tử đang chuyển động được ghi hình trong vài phần triệu tỷ giây và kết hợp lại giống như một bộ phim.

Theo Cryan, LCLS-II sẽ giúp các nhà khoa học SLAC nói riêng và toàn bộ giới khoa học trên thế giới nói chung tìm ra các câu trả lời cho những câu hỏi đã khiến họ đau đầu suốt nhiều năm như sự truyền năng lượng xảy ra như thế nào bên trong hệ thống phân tử.