مصدر الفوتونات المتقدم

يُعدّ مصدر الفوتونات المتقدم ( APS ) في مختبر أرغون الوطني (في ليمونت، إلينوي) مرفقًا لتوليد أشعة سينية عالية الطاقة، يعتمد على حلقة تخزين. وهو واحد من خمسة مصادر للأشعة السينية مملوكة وممولة من قبل مكتب العلوم التابع لوزارة الطاقة الأمريكية . بدأ تشغيل مصدر الفوتونات المتقدم في 26 مارس 1995. ويُدار كمرفق متاح للمستخدمين، أي أنه مفتوح أمام المجتمع العلمي العالمي، ويستفيد من موارده أكثر من 5500 باحث سنويًا.

يستخدم مسرع الجسيمات المتقدم (APS) سلسلة من مسرعات الجسيمات لدفع الإلكترونات إلى سرعات تقارب سرعة الضوء، ثم يحقنها في حلقة تخزين يبلغ محيطها حوالي ثلثي ميل. عند كل منعطف في المسار، تُصدر هذه الإلكترونات إشعاعًا سنكروترونيًا على شكل أشعة سينية فائقة السطوع. يستخدم العلماء في 65 محطة تجريبية موزعة حول الحلقة هذه الأشعة السينية في أبحاث أساسية وتطبيقية في عدد من المجالات.

تحيط قاعة التجارب بحلقة التخزين، وهي مقسمة إلى 35 قطاعًا، لكل منها منفذ إلى خطوط شعاع الأشعة السينية ، أحدهما عند جهاز إدخال، والآخر عند مغناطيس انحناء. ^{[ 1 ]} كما يضم كل قطاع وحدة مختبر/مكتب توفر وصولًا مباشرًا إلى خط الشعاع. ^{[ 2 ]} ونتيجةً لذلك، تُستخدم خطوط الشعاع المختلفة في تخصصات متنوعة، وتُوظف تقنيات مختلفة. وتشمل هذه التخصصات عادةً واحدًا أو أكثر مما يلي: علم المواد، والفيزياء، والكيمياء، وعلوم الحياة، وعلوم الأرض، والعلوم البيئية، والحفز، وعلم البوليمرات . ^{[ 3 ]}

يستخدم العلماء الأشعة السينية المُولَّدة بواسطة مصدر الفوتونات المتقدم (APS) لفحص مكونات البطاريات من الداخل، بهدف ابتكار أجهزة تخزين طاقة تدوم لفترة أطول وتُشحن بسرعة أكبر؛ ^{[ 4 ]} ولتحسين الطباعة ثلاثية الأبعاد لإنتاج مواد أكثر متانة؛ ^{[ 5 ]} وللتعمق في فهم سلوك الجسيمات المشحونة بهدف تطوير الإلكترونيات؛ ^{[ 6 ]} ولرسم خريطة للدماغ لفهم المزيد عن الأمراض العصبية. ^{[ 7 ]} وقد ساهمت أبحاث مصدر الفوتونات المتقدم (APS) في تطوير لقاحات كوفيد-19 المستخدمة في الولايات المتحدة. ^{[ 8 ]}

تم منح ثلاث جوائز نوبل في الكيمياء لأعمال تم إنجازها جزئياً في الجمعية الفيزيائية الأمريكية.

• مُنحت جائزة عام 2009 لاكتشاف بنية ووظيفة الريبوسوم . [ ^{9 ] سمحت} الأشعة السينية التي تم توليدها بواسطة APS بحل بنية الوحدات الأصغر التي تشكل الريبوسومات.
• مُنحت جائزة عام 2012 لبنية مستقبلات البروتين المقترن بـ G. ^{[ 10 ]} سمحت الأشعة السينية التي تم توليدها بواسطة APS بتحديد بنية مستقبلات البروتين المقترن بـ G بدقة عالية .
• مُنحت جائزة عام 2024 جزئياً لتصميم بروتينات جديدة باستخدام الحاسوب. ^{[ 11 ]} استُخدمت جمعية علم البروتينات الأمريكية (APS) للتحقق من هياكل البروتينات المصممة اصطناعياً.

خضع مُسرِّع الفوتونات المتقدم (APS) لعملية تحديث استُبدلت فيها حلقة التخزين الأصلية بشبكة لا لونية متعددة الانحناءات. واكتمل بناء تسعة خطوط شعاعية جديدة و15 خطًا شعاعيًا مُحسَّنًا في عامي 2024 و2025. ^{[ 12 ]} وستكون النتيجة أشعة سينية أكثر سطوعًا بما يصل إلى 500 مرة من تلك المُولَّدة حاليًا، وخطوط شعاعية تُتيح قدرة تركيز أكبر لفحص المواد الأصغر حجمًا بتفاصيل أدق. بدأ تركيب حلقة التخزين الجديدة في 24 أبريل 2023، واكتمل بعد حوالي 12 شهرًا في عام 2024، مع عرض الشعاع المُخزَّن في 20 أبريل 2024. ^{[ 13 ] [ 14 ]} يتميز شعاع الإلكترونات المُحدَّث في مُسرِّع الفوتونات المتقدم بدقة أعلى بكثير، حيث انخفض قطره الرأسي من 10 ميكرومترات إلى 4 ميكرومترات، وقطره الأفقي من 275 ميكرومترًا إلى 15 ميكرومترًا. ^{[ 15 ]} اكتمل تحديث مُسرِّع الفوتونات المتقدم رسميًا في أوائل عام 2026. ^{[ 16 ]}

• كيث موفات
• ملحمة

• "مصدر الفوتونات المتقدم" .
• "ترقية مصدر الفوتون المتقدم" .
• "مختبر أرغون الوطني" .
• "مكتب العلوم التابع لوزارة الطاقة" .
• "أبرز العلوم والبحوث" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 30 ديسمبر 2007. تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 أكتوبر 2005 .
• "أخبار APS" . مؤرشفة من الأصل بتاريخ 19 فبراير 2008. تم الاطلاع عليها بتاريخ 17 مارس 2008 .
• "التقارير السنوية" . مؤرشفة من الأصل بتاريخ 25-03-2008 . تم الاطلاع عليها بتاريخ 17-03-2008 .
• Lightsources.org

41°42′13″ شمالاً 87°59′17″ غرباً / 41.70361° شمالاً 87.98806° غرباً / 41.70361; -87.98806