12年前，物理学家研发出榜首台X射线激光器，其对资料和分子研讨具有革命性含义。但这种被称为X射线自由电子激光器（XFEL）的设备仅仅部分类似于激光。与传统激光器宣布的纯单波长光比较，它们发生的是紊乱光束。现在，物理学家正在开发一种计划，使用完美的钻石镜使X射线脉冲更像一般激光束，乃至更有用。

　　现在有两家组织正在赶紧进行原理验证试验。“我对这种技能的潜力感到振奋。”德国马克斯·普朗克化学动力转化研讨所的化学家Serena DeBeer说，“这种光束可拿来研讨酶催化反应的内部机制。”欧洲XFEL的X射线物理学家Harald Sinn则提示说，研发这样杂乱的XFEL或许需求10年时刻，并不简单。

　　2009年，美国SLAC国家加速器试验室的物理学家完成了“硬”X射线公里长的线性加速器“点着”了世界上榜首个XFEL——直线加速器相干光源（LCLS）。尔后，其他几个国家连续制作了6个XFEL。

　　单个XFEL脉冲能够从一个纳米尺度的晶体上散射出来，并显现后者的原子结构。但由于XFEL使用电子束密度的动摇来发生X射线，因而，每个脉冲的强度不同，而且都有一个宽且随机散布的波长光谱。

　　美国阿贡国家试验室的加速器物理学家Kwang-Je Kim说，为消除这一些“噪声”，物理学家转向了一个酝酿了几十年的主意，即提取一束电子发生的部分X射线脉冲，并及时将其反应到波荡器的进口，以便与下一束电子堆叠。再循环的X射线将作为“种子”，使电子辐射更可猜测。在重复的周期中，X射线脉冲会变得很“滑润”，波长规模只要一般XFEL脉冲的1/1000宽。

　　但是，这个计划需求非常特别的晶体镜。完美晶体应该以必定的视点反射X射线，一起起到滤光片的效果。这种晶体镜一直是科学家的愿望。2010年，阿贡国家试验室的X射线物理学家Yuri Shvyd ’ko和搭档发现，小型人工钻石能反射99%的X射线。走运的是，XFEL的光束宽度不到100微米。Shvyd’ko说，“只需求一个完美的小尺度晶体。”

　　该计划还需求一个高重复率的线性加速器，以保证X射线在绕镜时遇到一束新电子。鉴于本来的加速器太慢，SLAC国家加速器试验室正在装置一个新加速器，从2022年开端，其将以每秒100万次的速度运转。

　　来自阿贡国家试验室、SLAC国家加速器试验室和日本Spring-8试验室的物理学家计划用4块晶体镜在4个LCLS波荡器周围制作一个60米长的腔体。经过SLAC现有的加速器，他们将发射两束相隔220纳秒的电子经过波荡器，并期望证明来自榜首束的再循环X射线使第二束辐射更有用。该体系将于2023年发动并运转。

　　欧洲XFEL的研讨人员则计划在2024年前进行一种略微不同的测验。他们期望经过波荡器发射多达2700个电子束，并能观察到激光束在每次经过期变得更强、更滑润。德国汉堡大学的X射线物理学家Patrick Rauer在核算机上模拟了欧洲XFEL项目。他表明，该计划需求极高的精确度，将毫米巨细的钻石以百万分之一的精度摆放，“这将非常困难”。（文乐乐）