Linac Coherent Light Source generated x-ray pulses a billion times brighter than anything

ライナックコヒーレント光源は、何よりも10億倍も明るいX線パルスを発生させました。

around. The LCLS is a tool unlike anything before it. We're able to deliver these pulses

辺りで。LCLSは今までにないツールです私たちはこれらのパルスを配信することができます

of x-rays in one millionth of one billionth of a second. This MASSIVE MACHINE allows scientists

10億分の1秒の100万分の1でX線を照射することができますこの巨大なマシンは科学者を

to take ultrafast snapshots of the INVISIBLE WORLD, imaging MOLECULES AND ATOMS, documenting

インビジブルワールドの超高速スナップショットを撮るために、MOLECULES AND ATOMSをイメージングし、ドキュメントを作成しています。

how they change and evolve over time. But the LCLS maxes out at 120 pulses per second.

彼らがどのように変化し、時間の経過とともに進化していくのかを知ることができます。しかし、LCLSは1秒間に120パルスで最大になります。

So to see the ultra small world like never before, scientists and engineers are building

だから、今までにないような超小型の世界を見るために、科学者や技術者が作っている

something new. The LCLS-II is going to take the free electron laser field up another quantum

何か新しいもの。LCLS-IIは、自由電子レーザーの分野を別の量子化しています。

leap. This will be unprecedented and will allow for a beam that's 8,000 times

跳躍します。これは前例のないことで、8000倍のビームが可能になります

brighter than the LCLS beam at this million pulses per second.

この100万パルス/秒のLCLSビームよりも明るい。

At this national lab, hidden deep underground, scientists have been conducting groundbreaking research for

地下深くに隠されたこの国立研究所では、科学者たちが画期的な研究を行ってきました。

decades. The whole tunnel and the whole building that we see here, is about three kilometers

数十年の間にここにあるトンネルと建物全体は約３キロの長さです

long and the original project used that full three kilometers. Currently, the LCLS accelerator

長さは3kmで、当初のプロジェクトではその3km分を使用していました。現在、LCLS加速器は

is in the final kilometer. The LCLS is short for the Linac Coherent Light

が最終キロに入っています。LCLSとは、略してリナックのコヒーレントライト

Source. It's the world's first hard x-ray free electron laser. The LCLS uses a particle

出典はこちらです。世界初の硬X線自由電子レーザーです。LCLSは粒子を使用しています

accelerator to fire extremely bright electrons to create fast pulses of hard x-rays, which

加速器

is why the machine is called an x-ray laser. Back in the '90s at SLAC they figured out

マシンがX線レーザーと呼ばれる理由です。90年代にSLACで彼らは考え出しました

a way to turn those super bright electron beams into very intense and bright and powerful

超明るい電子ビームを非常に強烈で明るくて強力なものに変える方法

x-ray laser pulses. We have ultraviolet lasers trained and aimed at this piece of copper,

X線レーザーパルス。我々は紫外線レーザーの訓練を受けていて この銅の破片を狙っています

and we pulse that optical laser about 100 times a second creating an electron pulse.

光レーザーを１秒間に約１００回パルスして電子パルスを発生させます。

We channel those electron pulses into the accelerator. The accelerator then uses big,

その電子パルスを 加速器に流します加速器は大きなものを使う

longstanding technology called klystrons. And we can think of them as microwave ovens,

クライストロンと呼ばれる長年の技術電子レンジと考えてもいいでしょう

and the microwave ovens basically accelerate these electrons. And as we accelerate those

電子レンジは基本的に電子を加速します加速していくと

electrons what makes the LCLS really go, are what are called undulators. If you take an

LCLS が本当に行くことになる電子は、アンジュレータと呼ばれるものです。もし

electron through magnets, the electron bends and when it bends it gives off x-rays. We

磁石を介して電子を通すと電子が曲がり、電子が曲がるとX線を放出します私たちは

then are able to focus the x-rays into different sample materials. Whether that sample is an

は、X線を異なるサンプル材料に集中させることができます。そのサンプルが

amino acid, or graphene, or supercooled water, it gets frozen in time by strobe-like pulses,

アミノ酸とかグラフェンとか過冷却水とか、ストロボのようなパルスで時間的に凍りついてしまう。

which last for just a few femtoseconds. A femtosecond is a quadrillionth of a second.

フェムト秒は数秒の間だけ続きますフェムト秒は１秒の４兆分の１です

It's one millionth of one billionth of a second. We would picture that

10億分の1秒の100万分の1です。私たちはそれをイメージして

as a one with fifteen zeros in front of it. This time scale allows scientists to track

を、その前に15個のゼロが付いた1として表します。この時間スケールで科学者は

the motion of atoms! Allowing researchers across disciplines to probe the far reaches

原子の運動!分野を超えた研究者が遠方の研究領域を探究することを可能にする

of our scientific knowledge. Empowering them to make “molecular movies” that show chemistry

私たちの科学的知識の化学を示す「分子映画」を作れるようにします

in action, study the structure and motion of proteins for next generation drugs and

作用中のタンパク質の構造と動きを研究し、次世代医薬品のためのタンパク質の構造と動きを研究し

image quantum materials with unprecedented resolution. It's a tool for exploration.

量子物質をかつてない解像度でイメージする探索のためのツールです

It really allows for

それは本当に可能にします。

transformational science in chemistry, biology, and physics. The LCLS-I, if you would like to say, the original build,

化学、生物学、物理学の変換科学LCLS-Iといえば オリジナルビルドですね

was great to look at how molecular structure is evolving through time using bright x-rays

明るいX線を使って、分子構造がどのように進化しているのかを見ることができて良かったです。

and taking snapshots. But researchers wanted to go BEYOND looking at molecular structures.

とスナップショットを撮っていました。しかし、研究者たちは、分子構造を見るだけでなく、それ以上のことをしたいと考えていました。

And they wanted a machine that fired EVEN FASTER! The LCLS-II accelerator is a superconducting

そして、より速く発射する装置を求めていたのです。LCLS-II加速器は超伝導の

accelerator designed to produce a very intense burst of x-rays at a very high repetition

Ｘ線加速器

rate. We're talking about magnitudes far greater than its predecessor. This new accelerator

率です前任者を遥かに凌ぐ規模の話をしていますこの新しい加速器は

will go from 120 pulses per second up to 1 MILLION pulses per second! Which means

は毎秒120パルスから毎秒100万パルスになります!つまり

more shots per second allows you to collect more information in a shorter period of time,

秒間に多くのショットを撮影することで、より短い時間でより多くの情報を収集することができます。

which helps boost science output. But it's not just about quantity. It's about what

科学の生産性を高めるのに役立ちますしかし量だけではありませんそれは何かというと

we can see with the LCLS-II. With LCLS-I, we will look at the structure. On LCLS-II,

LCLS-IIで見ることができますLCLS-Iでは 構造を見ていきますLCLS-IIで。

we might want to look at how the energy flows through those degrees of freedom in that system.

そのシステムの自由度を介してエネルギーがどのように流れるかを見てみたいと思うかもしれません。

The LCLS-II will be able to image atoms, molecules, and subatomic interactions at greater

LCLS-IIは、原子、分子、素粒子の相互作用をより高い分解能で画像化することができるようになります。

resolutions thanks to its superconducting accelerator. For LCLS-II, we will be installing

の解像度を実現しています。LCLS-IIでは

37 cryo modules. Each of our cryo modules in the tunnel is roughly 12 meters long and

37個のクライオモジュール。トンネル内の各クライオモジュールの長さは約12メートルで

each has eight accelerating cavities inside of it. We're using these new niobium cavities.

内部に８つの加速空洞がある新しいニオブ空洞を使っています

They're superconducting and the way we get them superconducting is we bathe them in liquid

彼らは超電導で、超電導にする方法は、液体に浸すことです。

helium. So it's two degrees above absolute zero, where in principle, all motion stops.

ヘリウムつまり、絶対零度より2度上で、原理的には全ての運動が停止します。

This ultra cool upgrade is a big change from the LCLS, which uses a copper accelerator

この超クールなアップグレードは、銅製の加速器を使用しているLCLSからの大きな変化です。

and operates at room temperature. Superconductors, when you cool them down cold enough, they

と室温で動作します。超伝導体は、十分に冷やすと

have no electrical resistance. So they don't heat up at all. Since you're not heating your

は電気抵抗がありませんだから全く温まりません。あなたが加熱していないので

structure up, you can run it continuously.  In our case, this allows us to make the jump

構造体をアップすると、連続して実行することができます。 私たちの場合は、これによってジャンプを

from 120 pulses per second up to a million pulses per second. But installing 37 twelve-meter-long

120パルス/秒から100万パルス/秒まで。しかし、12メートルの長さの

cryomodules inside a narrow, underground tunnel nine meters below is no easy feat.

地下9メートルの狭い地下トンネルの中にあるクリオモデュールは簡単なことではありません。

This is a cryomodule here. It's 40 feet long, so we do string all them together,

これがクライオモジュールです４０フィートの長さがあるので、全部をひもでつないでいます。

so they're in three different strings. The one that we're standing in front of right now is by far the largest.

３つの異なる弦になっている今、目の前に立っているものが一番大きいです

As engineers, we have to come up with some clever ways of just how to fit all of these big pieces of

エンジニアとして、私たちは、これらの大きな部品をどうやってはめ込むか、巧妙な方法を考え出さなければなりません。

equipment through the tunnel and maneuver around them to make sure that they're installed

トンネルを通って機器を操作し、設置されていることを確認します。

properly. The installation itself, right now, is about 95 percent complete in the tunnel.

をしっかりと。設置自体は、今のところトンネル内では95％くらい完成しています。

In addition to having a new, superconductive accelerator, LCLS-II is also getting new undulators,

LCLS-IIでは、新しい超伝導加速器に加えて、新しいアンジュレータも導入されています。

which will create magnetic fields TENS OF THOUSANDS times stronger than the Earth's

地球の数十万倍の磁場を発生させます

magnetic field. So we are inside the hutch called

磁場です。というハッチの中にいるわけです。

the TMO instrument. This is one of the very first stops for the LCLS-II superconducting

TMO装置を使用しています。これは、LCLS-II超電導の最初の停留所の一つです。

beam when it comes online. And what this is really tuned to do is to look at the dynamic

ビームがオンラインになったときにそして、これが実際に何をするために調整されているかというと、動的な

properties of how energy is transferred from one state to another. Once operational, the

エネルギーがある状態から別の状態に移動する方法の特性。一旦動作可能になると

new accelerator is capable of producing more x-ray pulses in a few hours than the LCLS

新しい加速器はLCLSよりも数時間で多くのX線パルスを生成することができます。

has produced over its entire lifetime! — generating terabytes of data each second. All this new

がその生涯にわたって生み出してきたものです- 毎秒テラバイトのデータを生成していますこの新しい

power will undoubtedly lead to an influx of breakthroughs and discoveries. As we scan

この力は、間違いなく画期的な発見の流入につながるでしょう。私たちがスキャンするように

through time, we're able then to map out how these molecules break apart, and that tells

時間の経過とともに、これらの分子がどのように分解されていくのかを マップすることができます。

us something about fundamental AMO physics. Another aspect of it is looking at how the

基本的なAMO物理学について何かを教えてくれます。もう一つの側面は

energy flows through quantum materials. But even with this new accelerator's exciting

エネルギーは量子物質を流れるしかし、この新しい加速器のエキサイティングな

potential, that doesn't mean the LCLS is going anywhere. The LCLS is here to stay.

可能性があるからといって LCLSがどこにも行かないわけではありませんLCLSはここに留まっています

What LCLS-II will provide is really a compliment. So the two machines will continue to work

LCLS-IIが提供するものは、本当に褒め言葉です。だから、2台のマシンは働き続けます。

together. With LCLS operating in a harder x-ray regime and LCLS-II providing what they

一緒に。LCLSは、より困難なX線領域で動作し、LCLS-IIは、それらが提供するものを提供します。

call soft or tender x-rays, which really allow you to probe different states of matter at

軟X線、軟X線と呼ばれるもので、様々な物質の状態を調べることができます。

this much higher repetition rate. The new accelerator will take over the first kilometer

これだけ高い反復率で新しいアクセルが最初の1キロを引き継ぐのです

in the tunnel, while the original will remain in its current position at the end. The LCLS-II

トンネル内では、オリジナルは最後に現在の位置に留まりますが、トンネル内では、オリジナルは現在の位置に留まります。LCLS-IIの

is currently on target to get “first light” in summer 2022. It's really cool to be able

は現在、2022年夏に「ファーストライト」を取得することを目標にしています。それは本当にクールなことです

to come here and work on a machine that's really going to help people, really going

ここに来てマシンで仕事をするために それは本当に人々を助けようとしている 本当に行くんだ

to help scientists make all these great discoveries. One of the most important things for big science

科学者がこれらの偉大な発見をするのを 助けるためです大きな科学にとって最も重要なことの一つは

experiments is planning for the future. LCLS-II is being built at a key time in x-ray science.

の実験は将来に向けて計画しています。LCLS-IIは、X線科学の重要な時期に建設されています。

What LCLS-II can provide really is groundbreaking and addresses an area that can't be identified

LCLS-IIが提供できるものは、本当に画期的なものであり、特定できない領域に対応しています。

or worked on at any other facility. Now that we know that we have this source that's going

他の施設で働いていた他の施設で働いていた。

to enable much more science, we're going to tackle new, harder scientific fields, and

より多くの科学を可能にするために、私たちは新たな、より困難な科学分野に取り組み

so we're just not going to be stagnant and just say, "Oh, we can do that experiment that

だから停滞して「ああ、あの実験ができるんだ」ということにはならないんです。

much better and that much shorter in time." No, we want to go for the hard stuff, and

"もっといいものを、もっと短い時間で"いいえ、私たちはハードなもののために行きたいと思っています。

so we're going to have to really look at and utilize that new superconducting source to its fullest.

ですから、私たちは新しい超電導源を最大限に活用する必要があります。