Европейский рентгеновский лазер на свободных электронах (European X-Ray Free Electron Laser, XFEL) – международный проект, предназначенный для наблюдения за ходом химических реакций, в создании которого участвуют 12 стран. Основной вклад в развитие проекта внесли Германия и Россия. Разработка лазера началась в 2002 году, а ввод его в эксплуатацию состоялся в 2016-м. Сейчас активно проводятся его первые полномасштабные испытания, о которых пойдёт речь чуть ниже.
XFEL представляет собой гигантскую конструкцию длиной более 1,7 километра. Через сверхпроводящий линейный ускоритель разогнанные до релятивистских скоростей электроны с энергией 17,5 ГэВ попадают в магнитные поля ондуляторов, где начинают излучать в рентгеновском диапазоне. Для достижения эффекта сверхпроводимости ускоритель охлаждается жидким гелием до температуры минус 271 градус по Цельсию. Конструкция генерирует до 30 000 рентгеновских импульсов в секунду, что делает его примерно в 200 раз мощнее американского аналога Linac Coherent Light Source (LCLS). При этом XFEL способен делать примерно 3000 индивидуальных снимков в секунду, запечатлевая ход химической реакции на атомном уровне.
Несмотря на впечатляющие характеристики, во время первых испытаний, которые состоялись в мае, лазер запустили на скорости всего 1 импульс в секунду. Но уже сейчас XFEL работает практически на полную мощность, выдавая 27 000 импульсов в секунду. Американские учёные тоже не сидят на месте и обещают разогнать LCLS до миллиона импульсов в секунду уже к 2020 году.
