ソラリス（シンクロトロン）

SOLARISはポーランドのクラクフ市にあるシンクロトロン光源で、中央東ヨーロッパでは唯一の施設です。2015年にヤギェウォ大学の支援を受けて建設され、市の南部にあるヤギェウォ大学復興600周年キャンパスに位置しています。国立シンクロトロン放射センターSOLARIS（ポーランド語：Narodowe Centrum Promieniowania Synchrotronowego SOLARIS ）の中心施設です。^[1]

国立シンクロトロン放射センターSOLARISは、2011年から2014年にかけて建設されました。この投資は、 2007年から2013年までの革新的経済運用プログラムの一環として、欧州地域開発基金の資金と欧州連合の共同出資によって行われました。

SOLARISシンクロトロンは、2つのビームライン（2つのエンドステーションを備えたPIRX [PEEM/XAS]と1つのエンドステーションを備えたURANOS [UARPES]）で運用を開始しました。しかし、最終的にはクラクフ加速器の実験ホールに数十のビームラインが設置される予定です。合計で、ビームラインには約20のエンドステーションが装備される予定です。^[2]

この施設はクラクフに住み、活動していたポーランドのSF作家スタニスワフ・レムの小説のタイトルにちなんで名付けられました。 ^[3]

2019 年 3 月 1 日、ポーランド全土から構造生物学の専門家が集まる団体である Cryomicroscopy Consortium の第 1 回会議で、SOLARIS に国立電子クライオ顕微鏡センターを開設することが正式に決定されました。クライオ顕微鏡センターの中心となるのは、高解像度と測定方法により構造生物学に革命をもたらす最新世代の 2 台のクライオ顕微鏡です。

SOLARISセンターは、ポーランド国内外の関心のあるすべての科学者に開放されています。提案の募集は年に2回（春と秋）発表されます。科学者のインフラへのアクセスは無料です。^[4]

ビームラインは複数ある。^{[5] [6]}

• PIRX（旧称XAS）は、軟X線エネルギー範囲での顕微鏡法と分光法に特化した偏向磁石ベースのビームラインです。このビームラインは、X線吸収分光法（XAS）、X線自然線二色性（XNLD）、X線磁気円二色性（XMCD）、X線磁気線二色性（XMLD）によって、化学的、電子的、構造的、磁気的特性を研究するために設計されています。表面、界面、薄膜、ナノ材料の元素固有の特性を調べるのに適しています。利用可能な光子エネルギー範囲（200～2000 eV）は、炭素からシリコンまでの軽元素の吸収K端、3d元素を含む原子番号Zが20～40の元素のL端、および4f元素を含む多くのより重い原子のM端をカバーしています。この実験ステーションは、XASのユニバーサルステーションです。

このステーションは、さまざまなサンプル環境と焦点条件でのユーザー実験に利用できます。ユーザーは、XAS エンド ステーションでビームタイムを申請できます。実験の準備として、ユーザーはエンド ステーションの Web ページを参照する必要があります。

• URANOS (旧称 UARPES) - 超角度分解光電子分光ビームラインでは、固体サンプルの外側の空間における光電子の状態を表す基本量、つまりエネルギーと運動量の測定が可能です。

スピン セレクターを追加で使用すると、電子の完全な量子数セットを取得できます。次に、いわゆる突然の近似の範囲内で、サンプル表面で測定された電子のエネルギー、運動量、スピンを、光電イベントが発生する前に電子が固体内で持っていた結合エネルギー、準運動量、スピンに関連付けることができます。このようにして、研究対象の固体の電子バンド構造が実験的に得られます。この単純な図に加えて、ARPES は固体内の複雑な電子-電子および電子-格子相互作用に関する詳細な洞察も提供します。

ARPES 技術が現代の科学技術にとって重要であることは広く認識されています。世界中のほぼすべてのシンクロトロン放射センターに専用の ARPES ビームラインが存在します。

応用: 材料科学における最近の多くの進歩は、ARPES 研究によって得られた複雑なシステムの電子構造の理解の向上によって可能になりました。例としては、高温超伝導、トポロジカル絶縁体、グラフェン物理学などの分野における進歩が挙げられます。

• PHELIX - ビームラインは永久磁石を備えた APPLE IIアンジュレータによって生成される軟 X 線を使用します。このアンジュレータにより、光の可変偏光(直線、円形、楕円形)が得られます。ビームラインでは分光吸収研究が可能です。ビームラインで使用できる研究技術は、光電子分光法(PES) と XAS です。用途: 新しい材料 (スピントロニクス、磁気エレクトロニクス、トポロジカル絶縁体) や薄膜、多層膜の研究。
• DEMETER - (デュアル顕微鏡および電子分光ビームライン) - このビームラインは、EPU (楕円偏光アンジュレータ) から放出される可変偏光の軟 X 線を使用します。このビームラインには、走査型 X 線透過顕微鏡(STXM) と光電子顕微鏡(PEEM) の 2 つのエンド ステーションがあります。用途: 磁気秩序の研究、ドメイン構造の研究、化学組成の画像化、生体分子の分光法。

• ASTRA (旧称 SOLABS)  - シンクロトロン光源として偏向磁石を使用する X 線吸収分光ビームライン。このビームラインは幅広いエネルギー範囲内で光子を照射し、多くの元素の吸収端での測定を可能にします。

用途: エンドステーションは、基礎的および応用的な性質の両方の材料研究を目的としています。

• SOLCRYS -構造研究用のウィグラーベースの高エネルギー X 線ビームライン (最大 25 keV)。用途: 構造研究 (生物学、高分子、製薬、結晶材料など) で、極端な条件 (高圧、高温) でも実行されます。
• CIRI (旧 SOLAIR) - イメージング機能付き赤外線吸収顕微鏡用ビームライン。放射源は曲げ磁石です。ビームラインには、フーリエ変換赤外線分光顕微鏡と、原子間力顕微鏡および走査型近接場顕微鏡 (AFM-SNOM-FTIR イメージング) と組み合わせたナノ赤外線分光顕微鏡の2 つのエンド ステーションがあります。用途: バイオメディカル、ナノテクノロジー、環境科学、その他多くの分野。計画されている研究により、とりわけ、潜在的な医薬品の合成とその設計を指導できるようになります。
• POLYX - 硬X線範囲で高解像度のマルチモード画像化を可能にするビームライン。放射線源は曲げ磁石です。使用可能な技術は、X線蛍光マイクロ分析（マイクロXRF）、X線吸収閾値分光法（マイクロXAFS）、コンピューターマイクロ断層撮影（マイクロCT）です。用途：X線光学系および検出器の新しいソリューションのテスト、生体材料などの低吸収サンプルのテスト、元素分解に関する深度情報の取得、物体の形態学的研究、局所原子構造の3次元画像化など。

SOLARIS蓄積リングの主なパラメータ: ^[7]

• エネルギー: 1.5 GeV
• 最大電流: 500 mA
• 周囲長: 96 m
• メインRF周波数: 99.93 MHz
• 循環束の最大数: 32
• 水平放射率（挿入装置なし）: 6 nm rad
• カップリング: 1%
• チューニング Qx、Qy: 11.22; 3.15
• 自然色度 ξx、ξy: -22.96、-17.14
• 補正色度ξx、ξy: +1、+1
• 電子ビームサイズ（直線部中心）σx、σy：184 μm、13 μm
• 電子ビームサイズ（双極子中心）σx、σy：44μm、30μm
• 挿入デバイスの最大数: 10
• 運動量圧縮: 3.055 x 10-3
• 電子の総寿命: 13時間

ウィキメディア・コモンズには、シンクロトロン・ソラリスに関連するメディアがあります。

• 国立シンクロトロン放射センター SOLARIS のウェブページ
• lightsource.org のウェブページ
• デジタルユーザーオフィス