Naukowcy walczą, by jeden z najnowocześniejszych laserów świata powstał także w Polsce

Polscy naukowcy uczestniczą w budowie nowoczesnego lasera, który powstaje pod Hamburgiem. Projekt, w którym bierze udział 12 państw ma zrewolucjonizować naukę. Polacy liczą, że w ciągu najbliższych lat również w kraju będą mogli prowadzić eksperymenty na światowym poziomie przy wykorzystaniu podobnego lasera.

Jedną z korzyści, jaką mają polscy naukowcy dzięki uczestniczeniu w międzynarodowym projekcie XFEL (X-ray Free Elektron Laser) jest możliwość zdobywania unikatowego know-how. To ułatwi budowanie w kraju lasera mierzącego 400 m.

 – To jak na laser imponująca liczba, chociaż nie może się równać z 3,5 km urządzeniem w Hamburgu. Chcemy zbudować nieco mniejszy, ale w tej samej technologii. Zamierzamy też korzystać z tych samych modułów, które będą wyprodukowane dla XFEL, a przede wszystkim przysyłamy tutaj nasz personel. Nasi ludzie pracując przy budowie urządzenia w Hamburgu zdobywają wiedzę i doświadczenie, które potem będą mogli wykorzystać w Polsce – mówi Agencji Informacyjnej Newseria prof. Grzegorz Wrochna, dyrektor Narodowego Centrum Badań Jądrowych „Świerk".

Różnice między laserem XFEL a Polfel mają być jednak znaczące. Będą one produkowały promieniowanie o różnej długości fali i energii.

 – W Hamburgu mamy promieniowanie rentgenowskie, w Polsce będziemy zaczynali od promieniowania terahercowego, a później rozbudujemy to aż do dalekiego ultrafioletu. W przypadku XFEL mówimy o długości fali rzędu nanometrów, porównywalnej z rozmiarami pojedynczych atomów. Natomiast Polfel będzie emitował długość fali porównywalną z rozmiarami dużych cząsteczek. W związku z tym zastosowanie będzie różne – tłumaczy prof. Grzegorz Wrochna.

I dodaje, że możliwości, jakie tego typu lasery otwierają przed badaczami, nauką i przemysłem, są ogromne. A wiele z nich dopiero czeka na odkrycie.

 – Lasery na swobodnych elektronach są tak nowoczesnymi urządzeniami, że dziś nie potrafimy jeszcze szczegółowo powiedzieć, do czego będą wykorzystywane. Każdego miesiąca powstają nowe pomysły – zapewnia ekspert.

Żeby zobrazować ich potencjał, przypomina, jak oblicze nauki i techniki zostało zmienione przez synchrotrony (typ akceleratora). Są one poprzednikami laserów na swobodnych elektronach, nazywanymi źródłami światła trzeciej generacji (a lasery na swobodnych elektronach – czwartej generacji).

 – Synchrotrony służą przemysłowi, np. farmaceutycznemu, do opracowywania nowych leków. To właśnie synchrotrony pomogły rozszyfrować strukturę DNA. Było co najmniej pięć Nagród Nobla za odkrycia dokonane właśnie za pomocą synchrotronów – wymienia dyrektor NCBJ.

Będą pieniądze na polski superlaser?

Po latach oczekiwań pojawia się szansa na zdobycie finansowania na projekt Polfel.

 – Wchodzimy w nową perspektywę finansową UE na lata 2014-2020 i w związku z tym MNiSW ogłosiło nabór projektów na polską „Mapę Drogową” wielkich infrastruktur badawczych. To jest plan kilkudziesięciu urządzeń i innych infrastruktur badawczych, które mają powstać. Polfel już jest na tej mapie i mamy nadzieję, że to otworzy nam drogę do finansowania w roku 2014 i to będzie ten moment, w którym na serio rozpoczniemy pracę nad projektem i konstrukcją tego urządzenia w Polsce – mówi prof. Grzegorz Wrochna.

Inwestycja w pierwszą fazę, dzięki której będzie możliwe produkowanie promieniowania terahercowego opiewa na kilkanaście milionów euro. Docelowe urządzenie, 400-metrowe będzie kosztowało ok. 100 mln euro.

 – To jest projekt rozłożony mniej więcej na 10 lat. Pierwsze badania będzie można prowadzić około roku 2017-2018. Docelowe urządzenie osiągnie planowane parametry ok. 2021-2023 roku – wyjaśnia prof. Grzegorz Wrochna.

Prof. Barbara Kudrycka, minister nauki i szkolnictwa wyższego, docenia wysiłki polskich naukowców.

 – Inwestujemy w synchrotron w Krakowie. Natomiast Świerk prowadzi duże inwestycje, współpracuje nie tylko z XFEL, ale i CERN. Myślę, że będzie rozwijać się w stronę międzynarodowego instytutu. Tego typu kontakty i zaawansowane badania pozwolą nam również inwestować w jego rozbudowę – mówi Newserii prof. Barbara Kudrycka.

Na decyzję w sprawie ewentualnej budowy polskiego lasera, trzeba jednak jeszcze poczekać.

 – Pierwsze pomysły na XFEL powstawały w latach 70-tych. Jeśli myślimy w Polsce o inwestycjach w podobną infrastrukturę, to musimy wyobrażać sobie technologie, które będą możliwe do zaimplementowania powiedzmy za 10 lat. To przekracza granice wyobraźni – zauważa minister.

Polfel znalazł się na liście projektów „Mapy Drogowej" polskich infrastruktur badawczych, ale to nie przesądza, czy otrzyma wsparcie finansowe.

 – Będziemy starali się uwzględniać przede wszystkim potencjał naukowy. Jeśli okaże się, że jest naprawdę silny także siłą zaangażowanych podmiotów, instytucji, które są w konsorcjum, nie tylko polskich i zagranicznych, to będzie miał duże szanse. O tym będą rozstrzygać polscy i zagraniczni eksperci – informuje prof. Barbara Kudrycka.

Polfel jest to projekt budowy źródła światła IV-tej generacji – lasera na swobodnych elektronach. Urządzenie tego typu emituje światło w zakresie od podczerwieni do dalekiego ultrafioletu i uzyskuje intensywność ponad tysiąc razy większą niż dotychczas wykorzystywane źródła światła III-ciej generacji – synchrotrony. Laser tego typu znajduje zastosowanie w obrazowaniu obiektów w skali atomowej na potrzeby takich dziedzin jak biologia, chemia, medycyna, fizyka czy inżynieria materiałowa.