Stanford Synchrotron Radiation Lightsource

Die Stanford Synchrotron Radiation Lightsource (SSRL, ehemals Stanford Synchrotron Radiation Laboratory), eine Abteilung des SLAC National Accelerator Laboratory , wird von der Stanford University im Auftrag des US-Energieministeriums betrieben . Die SSRL ist eine nationale Nutzereinrichtung, die Synchrotronstrahlung erzeugt . Diese Bezeichnung bezeichnet elektromagnetische Strahlung im Röntgen-, Ultraviolett-, sichtbaren und Infrarotbereich, die von Elektronen erzeugt wird, die in einem Speicherring (Stanford Positron Electron Asymmetric Ring – SPEAR ) mit nahezu Lichtgeschwindigkeit zirkulieren. Das extrem helle Licht kann zur Untersuchung verschiedenster Materieformen genutzt werden, von Objekten atomarer und molekularer Größe bis hin zu künstlichen Materialien mit ungewöhnlichen Eigenschaften. Die gewonnenen Informationen und Erkenntnisse sind von großem gesellschaftlichem Wert und haben Auswirkungen auf Bereiche wie Umwelt, Zukunftstechnologien, Gesundheit, Biologie, Grundlagenforschung und Bildung. ^[1]

Das SSRL bietet rund 2.000 Wissenschaftlern aus Hochschulen und Industrie experimentelle Einrichtungen für ihre Arbeit in so unterschiedlichen Bereichen wie Wirkstoffdesign, Umweltsanierung, Elektronik und Röntgenbildgebung . ^[2] Es befindet sich im San Mateo County , in der Stadt Menlo Park , Kalifornien, in der Nähe des Hauptcampus der Stanford University.

1972 errichteten Ingolf Lindau und Piero Pianetta die erste Röntgenstrahlführung – buchstäblich ein „Loch in der Wand“ – am SPEAR-Speicherring. SPEAR war in einer Ära der Teilchenbeschleuniger entstanden , in der Physiker mehr daran interessiert waren, Teilchen aufeinanderprallen zu lassen, um Antimaterie zu entdecken , als Röntgenstrahlung für die Festkörperphysik und -chemie zu nutzen. Aus diesen bescheidenen Anfängen entwickelte sich das Stanford Synchrotron Radiation Project (SSRP). Innerhalb kurzer Zeit verfügte das SSRP über fünf Experimentierkabinen, die jeweils die Strahlung eines einzigen der großen SPEAR-Dipolmagnete (Ablenkmagnete) nutzten. Jede dieser Stationen war mit einem Monochromator zur Auswahl der gewünschten Strahlung ausgestattet, und Experimentatoren aus aller Welt brachten ihre Proben und Endstationen mit, um die einzigartigen Effekte zu untersuchen, die nur durch Synchrotronstrahlung erzielt werden können . Der SLAC-Linearbeschleuniger mit einer Länge von 3,2 Kilometern war die ursprüngliche Quelle für 3-GeV-Elektronen. Bereits 1991 verfügte SPEAR über einen eigenen dreiteiligen Linearbeschleuniger und einen Boosterring mit Energierampe. Heute ist der SPEAR-Speicherring vollständig der Stanford Synchrotron Radiation Lightsource (SSRL) gewidmet und Teil des SLAC National Accelerator Laboratory . Die SSRL ist derzeit etwa neun Monate im Jahr rund um die Uhr in Betrieb; die restliche Zeit wird für umfangreiche Wartungsarbeiten und Modernisierungen genutzt, die einen direkten Zugang zum Speicherring erfordern. Aktuell stehen 17 Strahlführungen und über 30 einzigartige Experimentierstationen Nutzern von Universitäten, staatlichen Forschungseinrichtungen und der Industrie weltweit zur Verfügung.

1. Sebastian Doniach 1973-1977
2. Arthur Bienenstock 1978-1998
3. Keith Hodgson 1998-2005
4. Joachim Stöhr 2005-2009
5. Piero Pianetta 2009
6. Chi-Chang Kao 2010-2012
7. Piero Pianetta 2012-2014
8. Kelly Gaffney 2014-2019
9. Paul McIntyre 2019-heute

aufgelistet nach Strahlführung und Station

• Die drei Strahlführungen BL 7-3, 9-3 und 4-3 sind der biologischen Röntgenabsorptionsspektroskopie gewidmet . Strahlführung 7-3 ist eine unfokussierte Strahlführung und eignet sich daher am besten für die Röntgenabsorptionsspektroskopie (XAS) verdünnter Proteinproben. Strahlführung 9-3 verfügt im Vergleich zu 7-3 über einen zusätzlichen Fokussierspiegel stromaufwärts und ist daher die bevorzugte Wahl für photoreduzierte Proben oder solche, bei denen mehrere Messpunkte benötigt werden. Strahlführung 4-3 wurde am 6. April 2009 wiedereröffnet und bietet neben harten Röntgenstrahlen auch spezielle Möglichkeiten für Untersuchungen im Bereich weicher Energien (2,4–6 keV). Strahlführung 4-3 ersetzt nun Strahlführung 6-2 als bevorzugten Standort für Schwefel-K-Kanten- Experimente am SSRL.
• BL 6-2 Mit drei vorgelagerten Spiegeln, zwei zur Fokussierung und einem dritten zur Harmonischenunterdrückung, ist diese Strahlführung der Transmissions-Röntgenmikroskopie im Bereich von 4-12 keV, der Absorptionsspektroskopie weicher Röntgenstrahlung einschließlich Rapid-Scanning xRF-Bildgebung und fortgeschrittenen Spektroskopieverfahren wie XES (resonante und nicht-resonante Röntgenemissionsspektroskopie), XRS (nicht-resonante Röntgen-Raman-Streuung) und RIXS ( resonante inelastische Röntgenstreuung ) gewidmet.
• Die drei Strahlführungen BL 8-2, 10-1 und 13-2 sind auf die Absorptionsspektroskopie weicher Röntgenstrahlung spezialisiert und umfassen NEXAFS ( Near-Edge X-ray Absorption Fine Structure ), Messungen an der Liganden-K-Kante einiger leichter Atome ( Kohlenstoff , Stickstoff , Sauerstoff , Chlor ), PES ( Photoemissionsspektroskopie ) sowie L-Kanten -Messungen. Alle Experimente an diesen Strahlführungen erfordern spezielle Handhabung und umfassende Erfahrung mit Ultrahochvakuumtechniken .
• BL 11-3 Materialwissenschaftliche Streu-, Reflexions- und Einkristallbeugungsexperimente . Bisherige Anwendungen umfassen: Untersuchung der Struktur in organischen, metallischen und halbleitenden Dünnschichten und Multilagen; Untersuchung von Ladungsdichtewellen in Seltenerd -Tritelluriden; Untersuchung des In-situ - Wachstums biogener Minerale ; partielle Bestimmung der Textur in rekristallisiertem Bimsstein ; schnelle Bestimmung der Einkristallorientierung. ^[3]
• Die Strahlführungen BL 1-5, 7-1, 9-1, 9-2, 11-1, 11-3 und 12-2 werden für die Röntgenkristallographie von Makromolekülen genutzt. Alle Strahlführungen stehen zur allgemeinen Nutzung zur Verfügung, mit Ausnahme der Strahlführung 12-2, die teilweise durch eine Spende der Gordon and Betty Moore Foundation vom Caltech finanziert wurde . Daher sind 40 % der Strahlzeit an Strahlführung 12-2 für Forscher des Caltech reserviert.
• BL 4-2 Biologische Kleinwinkel-Röntgenstreuungs-Beamline.

• SSRL Headline News – Eine monatliche digitale Publikation
• Lightsources.org
• Archiv- und Geschichtsbüro – Stanford Synchrotron Radiation Project (SSRP)

1. ^ SSRL-Startseite
2. ^ Woods, Heather Rock (27. September 2005). „Stöhr übernimmt Leitung des Synchrotronstrahlungslabors“ . Pressemitteilung . Menlo Park, CA: Stanford Linear Accelerator Center . Abgerufen am 28. September 2005 .
3. ^ :Dunn, Lisa (August 2005). „Update zu SSRL-Strahlführungen und -Techniken“ . SSRL Headline News . 6 (2): np

37°25′06,2″N 122°12′03,5″W / 37,418389°N 122,200972°W / 37.418389; -122.200972