Actualités e-EPS : une nouvelle étape dans la construction du projet européen XFEL
Actualités e-EPS est un supplément du Bulletin du CERN. Il reprend, dans le cadre d’une collaboration entre les deux publications, des articles publiés dans la lettre d’information de la Société européenne de physique (e-EPS).
Une étape importante a été franchie en juin 2013 dans la mise en œuvre du projet européen de laser à électrons libres à rayons X (XFEL) : la construction de la partie souterraine de la structure est arrivée à son terme. Basé en Allemagne, dans la région de Hambourg, le projet XFEL est l’un des projets scientifiques les plus ambitieux menés à ce jour en Europe. Lorsqu’elle sera entièrement en exploitation, en 2016, l’installation XFEL permettra de générer des flashs de rayons X intenses et ultracourts, ce qui ouvrira des pistes totalement nouvelles dans le domaine des rayons X.
Des organisations basées dans douze pays européens (Allemagne, Danemark, Espagne, France, Grèce, Hongrie, Italie, Pologne, Russie, Slovaquie, Suède et Suisse) sont associées au projet européen XFEL, qui est piloté par le laboratoire DESY. La longueur totale de l’installation sera de 3,4 km, et le complexe comprendra un ensemble de tunnels et de bâtiments répartis sur trois sites : celui de DESY à Hambourg-Bahrenfeld, celui d’Osdorfer Born ainsi que celui de Schenefeld, qui sera le site principal. Les tunnels du complexe déboucheront dans un hall d’expérimentation souterrain de 4 500 m2.
Un tunnel de 2 km relie le site de DESY à Hambourg-Bahrenfeld au site d’Osdorfer Born, et un accélérateur y sera installé. C’est là que les électrons seront accélérés jusqu’à atteindre une vitesse proche de celle de la lumière, avant d’être injectés dans ce que l’on appelle des tunnels à photons, où des rayons X seront produits. Pour ce faire, le projet européen XFEL utilisera des ondulateurs, c’est-à-dire des aimants disposés en alternance de façon à forcer les électrons à suivre un trajet en zig-zag serré. À chaque virage, les particules émettront des flashs lumineux, et leur parcours sera défini de façon à ce que, comme c’est le cas pour les lasers, les flashs se renforcent les uns les autres, jusqu’à atteindre une impulsion élevée. Les cinq tunnels à protons déboucheront dans la cavité d’expérimentation souterraine, où les flashs de rayons X seront dirigés vers quinze instruments de mesure.
L’installation XFEL produira 27 000 flashs de rayons X par seconde et une brillance un milliard de fois plus élevée que celle des meilleures sources de rayons X conventionnelles. Elle permettra aux chercheurs d’explorer des voies entièrement nouvelles : par exemple, établir la structure des virus au niveau atomique et même filmer des processus extrêmement rapides, comme la formation des molécules.
La construction du bâtiment principal se poursuivra l’an prochain, parallèlement à l’installation des infrastructures, des instruments scientifiques et du matériel technique. Les derniers bâtiments seront construits en 2015 et le nouveau laser à rayons X entrera en exploitation en 2016.
Pour plus d’informations, consultez le site du projet européen XFEL (en anglais et allemand).
