A szegedi ELI-projekt kapcsán politikusok és gazdasági szakemberek sokat nyilatkoztak, azonban magával a programmal, a lézerekkel kapcsolatban jóval kisebb a publicitása a programnak. Az SZTE Fizikus Tanszékcsoportja által rendezett Fizika Napja alkalmából a lézerekről és az ELI-ről gyűjtöttük csokorba a tudnivalókat és Szabó Gábor akadémikussal, az SZTE rektorával is beszélgettünk a témáról.
A lézer jövője
A lézer ötven éves történetében viszonylag rövid utat tett meg a laboratóriumi asztaltól a nappali szobánkig, vagy épp az orvosi rendelőig. Maiman „halálsugara” az 1960-as években még megoldás volt egyes problémákra, de a mai kérdések már mások. A miniatürizálás a „nanovilág” felé mozgat bennünket, ahol a molekuláris elektronika vagy a számítástechnikai nanoszerkezetek csak a lézer megfelelő teljesítmény-sűrűségével válhatnak valóban működőképessé.
„A legszebb amit átélhetünk, a dolgok titokzatossága.” Albert Einstein
Az orvostudomány egyre újabb igényekkel lép fel, az ipar is mind kifinomultabb, energiatakarékosabb megoldások felé törekszik. Számos nagy kísérletet folytatnak már a fúziós energiaforrások területén, ahol a lézer lehet a kulcs a jövő energiájához.
Minden határon túl
Szegedi szemmel nézve a nagyenergiájú lézer kutatási területe szinte karnyújtásnyira került. Bor Zsoltnak, az SZTE fizikus professzorának – a lézerfizika és a femtoszekundumos optika neves kutatójaként a piko- és femtoszekundumos lézer spektroszkópia tárgykörében született – felfedezései és Szabó Gábor akadémikus – a pikoszekundumos impulzusok előállítása területén végzett – munkássága alapozta meg az ELI -projektet, melynek egyik eleme városunkban fog megépülni. A nagyenergiájú lézerkutatás valóban minden határon túl kíván lépni. Olyan lézerekkel kísérleteznek, melyek teljesítménye akár 1TW-os is lehet (1 terawatt = 1012W), ami egy atomerőműével vetekszik. Ráadásul ezt még igen kis pontra is be tudják sűríteni, elérve ezzel a 1018 W/cm2 teljesítménysűrűséget, akár az ólom százszoros sűrűségét meghaladva óriási nyomást és hőmérsékletet létrehozva.
Az atto-tudomány és azon túl
Ezek a hihetetlen energiák, hőmérsékletek és sűrűségek azonban csak néhány pillanatig figyelhetők meg, vizsgálatukhoz – Bor Zsolt professzor femtoszekundumos optika kutatásaival megalapozva – az attoszekundumok világába kell lépni. Ha egy rúdugrót például csak úgy tudunk megfigyelni, hogy csak azt látjuk, ahogy a rudat fogja, majd ezt követően már csak a matracon fekve, nem tudhatjuk, hogy átugrotta, vagy épp leverte-e a lécet. A lézerkutatásokban egyre elengedhetetlenebb a gyors események és jelenségek minél részletesebb megfigyelése. Az attoszekundumos (10-18 s), azaz a másodperc billiomod részének milliomod része alatti vizsgálatokkal már olyan jelenségek is érdemben kutathatóak, melyek eddig rejtve maradtak a tudósok számára. Azt mondhatjuk tehát, hogy a kísérletileg érdekes időskálából még 9 nagyságrend „meghódítása” hátra van.
ELI, a lézerkutatás nagyágyúja
Az ELI-projekt egy rendkívül rövid impulzusidejű (attoszekundumos), a jelenleg létező legnagyobb lézernél nagyságrendekkel nagyobb teljesítménysűrűségű, rendkívüli tudományos jelentőségű kutató szuperlézer megépítését célozza összeurópai összefogással. Az ELI lesz a világon első olyan berendezés, mellyel a fény és az anyag kölcsönhatását a legnagyobb intenzitással, az úgynevezett ultra-relativisztikus tartományban lehet majd vizsgálni. Kaput nyit a fizika új területeire, és olyan új műszaki fejlesztéseket alapoz meg, mint a relativisztikus mikroelektronika és a kisméretű lézeres részecskegyorsítók. Az ELI jelentős hatást fog gyakorolni az anyagtudományok, a gyógyászat és a környezetvédelem számos területére is. Az Extreme Light Infrastructure Attosecond Light Pulse Source (ELI-ALPS) kutatási nagyberendezés elsődleges küldetése az, hogy a nemzetközi tudományos közösség felhasználói köre számára ultragyors fényforrások széles skáláját tegye elérhetővé. A 2008 és 2010 közötti előkészítő szakaszban megvizsgálták az ELI építési körülményeit és az együttműködési feltételeket is kidolgozták. A kutatóközpontot eredetileg egy helyszínen tervezték megépíteni 2011-2014 között, mintegy 480 M€ összköltséggel, a jelentősebb bővítésig tervezett 20 éves üzemidő alatt üzemeltetési költségét évente mintegy 50 M€-ra tervezték. Magyarországon iskolateremtő tradíciókkal megalapozott, nemzetközileg jegyzett lézeres kutatások folynak, melyek számos esetben hoztak világszínvonalú eredményeket. A mintegy 150 lézeres kutató intézményes együttműködésekkel is megalapozott, nemzetközileg jól beágyazott tudományos közösséget alkot. A berendezés építési helyszínéért folyó versenyben Magyarországon kívül Csehország, Franciaország, Nagy-Britannia és Románia indult. Végül az előkészítő projekt vezetése 2010. október 1-én úgy döntött, hogy az ELI három helyszínen épüljön meg némileg eltérő, egymást kiegészítő tudományos programokkal: – Csehországban, Prágában lézertechnológiai és lézeralkalmazási központ – Magyarországon, Szegeden rövidimpulzusos lézertechnológiára és ennek alkalmazására koncentráló központ – Romániában, Bukarest mellett fotonukleáris technológiára és ennek alkalmazásaira fektetik a hangsúlyt.
Az ELI és a Szegedi Tudományegyetem
Szabó Gábor akadémikus, lézerfizikus, az SZTE rektora – akinek igen komoly szerepe volt abban, hogy az ELI egyik helyszíne Szeged lett – mind az ország, mind pedig a város és az egyetem szempontjából nézve is nagy jelentőségűnek látja a projektet. „Minden komoly lézerberendezés fejleszthető és fejlődő. A kiindulópontot kell nagyon pontosan megtervezni, ennek a pontnak kell olyannak lenni, hogy a világon egyedülálló kísérletekre adjon lehetőséget” – mondta el portálunknak. „Miután megépül a központ, öt-tíz évig lesznek olyan kísérletek, amit csak Szegeden lehet majd elvégezni.” Az ELI három helyszínén, így a szegediben sem kizárólag az alapkutatásokra helyeződik majd a hangsúly. Már a korai fázisban olyan vizsgálatokkal is foglalkoznak, melyek igen hamar bekerülhetnek az alkalmazott tudományba, s ezáltal a mindennapi életünkbe is. Így a szegedi berendezés is egyfajta „szerszámnak” is tekinthető, mellyel nagyon sokféle „munka” elvégezhető. „Maga a központ nagyon sok szempontból alapkutatásokat fog végezni, de már a kezdetektől alkalmazott kutatások is lesznek az ELI-ben. Azt kell világosan látni, hogy itt nem elsősorban a lézerfizikusok fognak kutatni, hanem a felhasználók, biológusok, orvosok, kémikusok is használni fogják. Ezeknek a kutatásoknak egy része már az elejétől fogva gyakorlati céllal fog megtörténni.” De az ELI a megépülését követően nem csak a kutatóké lesz, hanem folyamatosan továbbfejlődik, hiszen újabb és újabb igények, felfedezések követelik majd meg ezt a folyamatot. Az egyetem számára pedig egyedülálló kutatási-képzési lehetőségként is fog szolgálni. „A kísérletezés közben más lézerközpontokhoz hasonlóan továbbfejlesztés is folyik” – folytatta az akadémikus. „Mindig itt lesz egy néhány tucat emberből álló csapat, akik a berendezés további fejlesztésén dolgoznak majd. A szegedi Egyetem Fizika Tanszékcsoportja a jó értelembe vett kiszolgálásban és nem utolsó sorban pedig a szakemberképzésben tud nagyon komoly részt vállalni. Azt, hogy karnyújtásnyira van egy ilyen központ, nagyon jól ki lehet a képzésben használni, hiszen tudományos értelemben ugyanaz, mint amikor nyári gyakorlatra el lehetne küldeni az Egyesült Államok vezető kutatóhelyeire egy-egy hallgatót. Úgy gondolom, hogy Magyarország egyáltalán eséllyel tudott indulni a központ létesítéséért folyó versenyben, a magyar lézerfizika sikerének is tekinthető, és ebben a sikerben Szeged alapvető és meghatározó szerepet játszott.” Az előző részben: A lézer múltja és jeleneForrás:Természet világa: Ötvenéves a lézer I.Természet világa: Ötvenéves a lézer II.ELI ProjektHallgassa meg Szabó Gábor lézerfizikust az ELI-ről!
Portfóliónk minőségi tartalmat jelent minden olvasó számára. Egyedülálló elérést, országos lefedettséget és változatos megjelenési lehetőséget biztosít. Folyamatosan keressük az új irányokat és fejlődési lehetőségeket. Ez jövőnk záloga.
