Advanced Light Source（ALS）とは？バークレーの高輝度軟X線シンクロトロン光源
バークレーのAdvanced Light Source (ALS)：高輝度軟X線シンクロトロン光源、40本以上のビームラインで世界中の研究者を支援する最先端施設。
カリフォルニア州バークレーにあるローレンス・バークレー国立研究所のAdvanced Light Source (ALS)は、シンクロトロン光源です。1987年から1993年にかけて建設され、1993年に運転を開始しました。ALSは低エネルギーのストレージリング（設計エネルギー約1.9 GeV、周長は約196メートル）を用い、特に紫外線から軟X線領域に強い輝度と高いコヒーレンスを提供することで知られています。現在、研究・運営に関わる科学者や技術スタッフが多数在籍しています。
特徴と用途
ALSは国立のユーザー施設として、幅広い分野の基礎研究や応用研究に用いられています。提供する光は高い時間・空間分解能とエネルギー制御性を持ち、次のような研究に特に有用です。
- 材料科学（ナノ構造解析、界面・表面研究、磁性体の電子状態）
- 化学（触媒反応の分子レベル観察、反応中間体の同定）
- 生物学・生命科学（タンパク質結晶構造解析、細胞・組織のイメージング）
- 環境科学（微量元素分析、大気・土壌中粒子の同定）
- ナノテクノロジー（ナノフォトニクス、デバイス評価）
設備と技術
ALSには40本以上のビームラインがあり、各ビームラインは特定の実験手法（分光、顕微鏡、回折、イメージング、時間分解測定など）に特化しています。光源としては、undulatorや
利用者プログラムとアクセス
ALSは、科学技術研究のための国際的ユーザー施設であり、毎年世界中から2000人以上の研究者が利用しています。利用を希望する研究者はビームラインの使用申請（プロポーザル）を行い、他の研究者による査読（ピアレビュー）を経て採択されれば実験が行えます。一般に、研究成果が公開されることを条件に、利用料は免除される利用枠が提供されています（商業利用や特殊なサポートを要する場合は有料となることがあります）。
運営と資金
ALSは米国エネルギー省（Department of Energy, DOE）の基礎エネルギー科学局（Office of Basic Energy Sciences）から資金提供を受ける国立研究施設です。運営はラボ内の専任スタッフが行い、ビームラインの維持管理、ユーザーサポート、放射線安全管理などが組織的に行われています。
ALS-U（アップグレード）
より高い輝度とコヒーレンスを求める研究ニーズに応えて、ALSでは大規模な改修計画「ALS-U」が進行中です。ALS-Uによりビームの集光性や時間・空間コヒーレンスが大幅に向上し、ナノスケールでの高分解能イメージングや高速現象の追跡など、新しい実験手法の実現が期待されています。改修に伴うビームラインの更新や新規ビームラインの追加も計画されています。
成果と社会的意義
ALSから得られたデータは、材料開発、エネルギー変換（触媒・電池）、環境分析、医学生物学など多くの分野で基礎知見や応用技術につながっています。産学官連携のプロジェクトや産業利用も活発で、新材料や診断法、プロセス改良など実社会への波及効果も大きい施設です。
The Advanced Light Sourceの現在のディレクターはRoger Falconeです（記載は執筆時点の情報に基づきます）。
歴史
カリフォルニア州バークレーの物理学者たちは、1920年代に素粒子を加速する研究を始めた。1929年、アーネスト・O・ローレンスが素粒子を加速するための最初のサイクロトロンを作った。第二次世界大戦中、バークレーにあった研究所はマンハッタン計画の一翼を担っていた。軍からお金をもらっていたのだ。1942年、ローレンスはアーサー・ブラウン・Jr.を雇った。(サンフランシスコのコイト・タワーの設計者）を雇い、ローレンスの新しい4.67m（184インチ）のサイクロトロンを収納するための新しい円形の建物を設計させた。その建物は、拡張工事を経て、現在のALSの建物となっている。この研究所は、1977年に米国エネルギー省に移管されるまで、米国原子力委員会の一部であった。
物理学者たちは、粒子加速器のエネルギーを高めて改良を続けていた。設計者は、物質のより小さな構成要素を研究するために、より高いエネルギーを求めていた。物理学者たちは当初から、荷電粒子が回転すると電磁放射線が発生することに気付いていた。1950年代初頭には、他の科学者がこの放射線を、加速器の主な目的である「原子の衝突」とは無関係の実験に使い始めました。粒子加速器はサイクロトロンからシンクロトロンへと移行し、粒子は螺旋状ではなく円状に移動するようになった。シンクロトロンの大型化に伴って建設費が高騰したため、各国が協力してヨーロッパに原子を粉砕する実験を行うための大型シンクロトロン（CERN）を1基建設した。ローレンス・バークレー研究所のような他のシンクロトロン研究所では、新しい粒子を発見するのに十分なエネルギーがなかった。そこで彼らは、機械を電磁波の発生源として使う方法に切り替えました。粒子を速く走らせるために装置を調整するのではなく、粒子ビームを動かして特定の周波数の光を出す方法を学んだのです。1980年代から1990年代にかけて、シンクロトロンを再設計して、これまでよりも明るい光（より強い電磁波）を発生させようと考えた。これを "第3世代シンクロトロン "と呼ぶ。ALSは、第3世代シンクロトロンの最初の稼働機となった。
1980年代初頭、ローレンス・バークレー研究所のデビッド・シャーリー前所長によって先進光源が提案されたとき、懐疑的な人たちは「シャーリーの神殿」と呼び、軟X線や紫外線を作るために調整されたシンクロトロンの利用に疑問を抱いた。元ALS所長のダニエル・ケムラによると、「ALSのような第3世代の軟X線施設の科学的根拠は、基本的には常に正しいものでした。ALSのような第3世代の軟X線施設の科学的根拠は、基本的には正しいものでした。
1987年のレーガン政権の予算で、ロナルド・レーガン大統領は先進光源の建設に150万ドルを割り当てた。
質問と回答
Q:アドバンスト・ライト・ソースとは何ですか?
A: 先端光源（ALS）は、カリフォルニア州バークレーにあるローレンスバークレー国立研究所にある放射光源で、科学技術研究のために強い光を発生させる。
Q: ALSはいつ建設されたのですか?
A: ALSは1987年から1993年にかけて建設されました。
Q: 現在、ALSには何人の科学者やスタッフが働いていますか?
A: 現在、210名の科学者とスタッフがALSで働いています。
Q: ALSは国立のユーザー施設なのですか?
A: そうです、ALSは国立のユーザー施設です。
Q: ALSはどのような研究を行っているのですか?
A: ALSは、紫外線や軟X線を用いた科学技術研究を推進しています。
Q: ALSの資金は誰が出しているのですか?
A: ALSは、米国エネルギー省の基礎エネルギー科学局から資金提供を受けています。
Q: ALSのビームラインを利用するにはどうしたらよいですか?
A: 有資格者であれば誰でもALSのビームラインの利用を申請することができ、申請されたビームラインは他の研究者によって審査されます。最も合意されたプロポーザルがALSの使用を許可され、研究が公開される場合は使用料はかかりません。
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