European XFEL (X-ray free-electron laser) to międzynarodowe przedsięwzięcie, którego celem jest uruchomienie i użytkowanie potężnego lasera rentgenowskiego pod Hamburgiem. Jest to jedna z największych inwestycji naukowo-badawczych na świecie, w którą zaangażowanych jest 11 krajów europejskich, w tym Polska. Wkład naszego kraju do budżetu XFEL wynosi blisko 29 mln Euro. Cały projekt jest wart 1,2 mld euro. Głównym udziałowcem European XFEL jest ośrodek DESY (Deutsches Eletronen Synchroton) - reprezentant Niemiec.

W czwartek w hamburskim DESY uroczyście zainaugurowano proces uruchamiania lasera. W podziemnych tunelach o łącznej długości 5,8 kilometra zainstalowana jest już specjalistyczna aparatura – część „akceleratorowa”, umożliwiająca przyspieszanie elektronów oraz część „optyczna” – umożliwiająca uformowanie wiązek spójnego promieniowania rentgenowskiego oraz stanowiska do eksperymentów naukowych. Rozruch takiego giganta jest procesem czasochłonnym, a pierwszą wiązkę planuje się uzyskać już za niecały rok.

Polska jako jeden z ośmiu udziałowców European XFEL od początku brała udział w budowie poszczególnych części urządzenia jak i infrastruktury niezbędnej do jego uruchomienia. Wszystkie prace trzech grup badawczych z Krakowa, Wrocławia i Warszawy koordynowało Narodowe Centrum Badań Jądrowych (NCBJ).

„Bardzo dziękuję naszym grupom badawczym za ich ogrom pracy, jaki włożyły w budowę i uruchomienie tak zaawanasowanej technologicznie infrastruktury badawczej jaką jest European XFEL” – podkreślił w czwartek wiceminister nauki dr Piotr Dardziński, który brał udział w uroczystościach w DESY. „Nabywane w ten sposób nowe, unikatowe kompetencje decydują o rosnącej przewadze konkurencyjnej na rynku polskich jednostek naukowych jak i poszczególnych przedsiębiorstw. To doskonały przykład na rozwój gospodarczy naszego kraju poprzez realizację największych wyzwań naukowych XXI wieku” - mówił wiceminister Dardziński.

European XFEL przewyższa konwencjonalne lasery jasnością i krótkim czasem trwania impulsu oraz możliwością strojenia w szerokim zakresie długości fali. European XFEL będzie generował 27 tysięcy razy na sekundę ultrakrótkie impulsy światła laserowego o natężeniu miliardy razy przewyższającym intensywność wiązek emitowanych przez najlepsze konwencjonalne źródła promieniowania rentgenowskiego. Dzięki temu naukowcy będą mogli np. obrazować szczegółową strukturę wirusów, co ma pomóc w opracowaniu przyszłych lekarstw; wnikać w molekularne mechanizmy funkcjonowania komórek; rejestrować trójwymiarowe obrazy obiektów nanoświata; filmować przebieg reakcji chemicznych (np. proces formowania się lub zrywania wiązania chemicznego); a także zgłębiać procesy zachodzące we wnętrzu planet i gwiazd. Urządzenie umożliwi również modyfikacje istniejących materiałów, jak i opracowanie zupełnie nowych.

Pierwsze prace realizowane przez Politechnikę Wrocławską, Wrocławski Park Technologiczny i firmę Kriosystem S A. zakończone zostały już w 2012 roku poprzez oddanie do użytkowania linii kriogenicznej wraz z dwoma kriostatami niezbędnymi do testowania kluczowych komponentów akceleratora. Kolejne prace wykonywane przez Instytut Fizyki Jądrowej PAN z Krakowa obejmowały wykonanie testów 816 nadprzewodzących rezonatorów 1,3 GHz i kriomodułów dla akceleratora elektronów XFEL oraz przeprowadzenie testów nadprzewodzących magnesów ogniskujących i sterujących wiązką wraz z zestawami przewodów prądowych. NCBJ - jeszcze jako Instytut Problemów Jądrowych Świerk - zaprojektował oraz wyprodukował, testował i dostarczył do DESY m.in. ponad 1,6 tys. sprzęgaczy wyższych modów pola wysokiej częstotliwości do nadprzewodzących rezonatorów akceleratora elektronów XFEL. Ponadto, w ramach ostatniej z realizowanych obecnie umów NCBJ ma dostarczyć do wiosny 2017 roku 200 modułów w 100 kasetach do układów sterowania w obszarze linii optycznych oraz stanowisk badawczych European XFEL.

To jednak nie koniec prac. "Na mocy podpisanej w lipcu tego roku umowy pomiędzy Polską a stroną Niemiecką kontynuujemy współpracę przy tym unikatowym w skali światowej przedsięwzięciu” – mówi dyrektor NCBJ prof. Krzysztof Kurek. Wkrótce przy urządzeniu będą pracowali także nasi naukowcy, którzy w grupach międzynarodowych będą poszukiwać nowych wynalazków. Polska, dzięki zaangażowaniu w budowę lasera jak i jego dalsze użytkowanie, będzie współwłaścicielem wszystkim opracowywanych tam rozwiązań.

PAP - Nauka w Polsce

ekr/ zan/