Dániel, Daniella
16 °C
30 °C

Beindultak a betonbörtönbe zárt lézerek Szegeden

MG 9552
2018.02.17. 12:04
Egy svájci és egy görög kutatócsoport megérkezésével beindult a szegedi lézerközpontban a kutatómunka – erről maga Pálinkás József a Nemzeti Kutatási, Fejlesztési és Innovációs Hivatal (NKFIH) elnöke tartott hétfőn sajtótájékoztatót az ELI-ALPS lézeres kutatóintézetben. A protokolláris esemény után végre betekintést kaphattunk a szegedi ELI már beüzemelt lézeres laborjaiba is.

Az ELI-ALPS (Extreme Light Infrastructure - Attosecond Light Pulse Source) épületeit tavaly májusban adta át Orbán Viktor miniszterelnök, ősszel megérkezett az első három lézerberendezés is, mostanra pedig azt mondhatjuk, hogy beindult a kutatói munka a hatalmas betonfalak közé telepített nagy teljesítményű lézereken.

Mi az az ELI?

Az Extreme Light Infrastructure (ELI) egy nagy teljesítményű lézereken alapuló civil kutatói létesítmény, ami valójában három lézeres kutatóintézetből áll majd: Magyarországon, a Cseh Köztársaságban és Romániában jön létre egy-egy intézet európai együttműködéssel és a nemzetközi tudományos közösség részvételével. Az ELI három pillére: Szegeden attoszekundumos, Prága mellett lézeres részecskegyorsítós, míg Bukarest közelében, Magurele-ben fotonukleáris kutatási központ létesül, ezekkel a fény és az anyag kölcsönhatását tudják a kutatók vizsgálmi, minden eddiginél nagyobb intenzitások mellett, akár az úgynevezett ultra-relativisztikus tartományban is. A Szegeden létrejött ELI-ALPS (Attosecond Light Pulse Source), azaz ELI Attoszekundumos Fényimpulzus Forrás elnevezésű kutatóközpont elsődleges célja, hogy egyedülálló berendezéseivel a lehető legnagyobb ismétlési frekvenciával biztosítson fényimpulzusokat a terahertzestől (1012 Hz) a röntgensugárzásig (1018-1019 Hz) terjedő nagyon széles frekvenciatartományban a pillanat töredéke alatt. (Terveznek egy negyedik, 200 petawattos csúcsteljesítményű lézerimpulzusok létrehozására és felhasználására képes kutatóintézet is, de ennek idejéről, helyéről és paramétereiről még nem született döntés.)

Az ELI-ALPS 80 milliárd forintból, részben az Európai Unió strukturális alapjaiból, részben hazai forrásokból épült föl. Pálinkás József többek között azt hangsúlyozta, hogy a 2009-ben elindított tudományos beruházás határidőre, a költségkereten belül és a tervezett paramétereknek megfelelően készült el, és a szegedi lézerfizikai intézet mostanra a világ minden részéről érkező kutatóknak rendelkezésére áll, nemcsak a fizika, hanem a biológiai, a kémia, orvos- és anyagtudományok területén is.

Pálinkás József a hazai kutatók figyelmét felkeltendő elmondta, hogy „ELI-hez kapcsolódó, elsősorban kísérleti kutatások Nemzeti Program” címmel az NKFIH egymilliárd forintos kerettel pályázatot ír ki magyarországi kutatócsoportok számára, a szegedi intézetben folyó kutatások finanszírozására. Tehát az ELI-ALPS nemcsak a külföldi egyetemek, kutatóintézetek, cégek számára jelent kiemelkedő lehetőséget a tudományos munkára, de a magyar tudósoknak is komoly potenciált jelent kutatómunkájuk előrelendítéséhez.

Mindez praktikusan azt jelenti, hogy 2019-től a magyar kutatóknak a többi ország kutatóihoz hasonlóan versenyezniük kell a berendezések használatáért, az úgynevezett „nyalábidőért” egy tudományos bizottsághoz benyújtva pályázatukat. Ahhoz, hogy a szegedi ELI vonzó legyen a nemzetközi kutatói közösség számára, erős magyar kutatócsoportokra is szükség van, az NKFIH ezért írta ki az elébb említett 1 milliárd forint keretösszegű pályázatot.

Svájci és görög kutatók az első fecskék

Osvay Károly, az ELI-HU Nonprofit Kft. kutatási technológiai igazgatója arról beszélt, hogy az első eredmények szerint a berendezések nemcsak tesztkörülmények között működnek jó, hanem világszínvonalú tudományos kísérletek elvégzésére alkalmasak, miközben az intézet munkatársai egységes csapatként magas színvonalú szolgáltatást képesek nyújtani. Az ELI-ALPS működtetéséhez azonban további fejlesztésekre van szükség, hogy a terveknek megfelelően évente 80-90 kutatócsoportot ki tudjanak szolgálni, tette hozzá Osvay, aki az ELI-ALPS létrehozásában oroszlánszerepet vállalt, a tudományos, kutatói csapat összefogásával.

A szegedi szuperlézerekhez körülbelül három héttel ezelőtt érkezett az első kutatócsoport. A svájci kutatók Hans Jakob Wörner, a zürichi műszaki egyetem professzora vezetésével az ELI-ALPS HR1 (nagy ismétlési frekvenciájú) lézerével nemesgázokban állítottak elő magasharmonikus spektrumot, amely attoszekundumos impulzusok jelenlétére utal. A kísérlet során egy infravörös lézerimpulzust nemesgázzal töltött gázcellába vagy gázsugárba fókuszáltak, ezzel megváltoztatva a fény jellegzetes paramétereit, magasabb frekvenciájú impulzusokat létrehozva. A svájciak a hátralévő időben a magas frekvenciájú impulzusok segítségével a folyadékok molekuláiban lejátszódó ultragyors fizikai folyamatokat vizsgálják.

Két héttel később jöttek meg a görögök, ők a középinfravörös lézerrel keltettek ugyancsak attoszekundumos impulzusokat kristályokban. A görög kutatószervezet, a FORTH (Foundation for Research and Technology – Hellas) dolgozói a “harmonikuskeltési folyamat kvantummechanikai aspektusainak vizsgálatában a keltést követően fotonstatisztikát mérnek a meghajtó lézer terében”. A projekt két kutatási területet egyesít: az erősterű fizikát és a kvantumoptikát. A görög kutatók ezek mellett a szegedi lézerekről is gyűjtenek tapasztalatokat, amiket a további kutatásaikhoz szeretnének majd felhasználni.

Akár áttörés is születhet Szegeden

“Nemzetközi és hazai, de még ELI-n belüli jelentősége is van annak, hogy két kutatócsoport is elkezdett dolgozni az ELI-ALPS eddig beüzemelt lézerein. ELI-n belüli jelentősége, hogy képesek voltunk a három pillér közül elsőként igazi kutatócsoportokat fogadni, nekik kutatási körülményeket biztosítani, és nagyon úgy néz ki, hogy komoly kutatási eredmények származhatnak az itt elvégzett munkából. A görög csapat még nem fejezte be a munkát, de nagyon biztatóak az eredményeik, azt viszont már most látjuk, hogy a svájci kutatók kísérleteiből egy komoly publikáció lesz, a hozzáértők szerint komoly tudományos áttöréssel” – mondta az Indexnek Lehrner Lóránt, az ELI-HU Nonprofit Kft. ügyvezetője még a bejárás előtt.

“Számunkra nagyon nagy teszt volt, hogy képesek vagyunk működni, hogy képesek vagyunk előzetesen az összes logisztikai, tudománydiplomáciai procedúrán végigmenni, ahhoz, hogy tényleg tudjunk fogadni kutatókat, kutatócsoportokat, és hogy maga az épület és a berendezések is képesek erre. Hazai jelentősége abból adódik, hogy Magyarországon belül jött létre, magyar kutatási eredménynek is számít majd, nemzetközileg pedig az, hogy felkerültünk arra a nemzetközi kutatói térképre, ahová tart mindegyik ELI, a román, a cseh is, és ott nagyon nagy az igény arra, hogy jöjjenek és dolgozzanak velünk.”

Bár ez minden, csak nem lóverseny, a szegedi központ azért orrhosszal vezet a két másik létesítmény előtt: a többi ELI-központban még nem sikerült kutatócsoportokat fogadni. “Mi erre készen állunk, az öt tervezett lézerből három már megérkezett októberben, ezeket beüzemeltük és már teszteltük is, azaz tudunk dolgozni velük. Bízunk benne, hogy minél hamarabb tudnak majd fogadni kutatókat a cseh és román kollégák is. A még hiányzó két nagy lézert a tervek szerint 2018-2019-ben megkapjuk, beüzemeljük és a kutatói közösség számára elérhetővé tesszük” – mondta Lehrner Lóránt.

Az ügyvezető elmondta azt is, hogy a görög és svájci kutatócsoporton kívül már vannak további érdeklődők, jelentkezők, pályázók, köztük magyarok is. Ez utóbbira nyílt is külön finanszírozási forrás, hogy hazai intézetek vehessenek igénybe itt kutatási lehetőséget, amiről Pálinkás József is külön szólt. “Vannak már véglegesített, már csak aláírásra váró megállapodásaink újabb külföldi kutatóintézetekkel is, és azt látjuk, hogy az igény nagyobb, mint amire számítottunk. Ahogy az októberi sikeres tesztek híre elterjedt a nemzetközi kutatói térben, úgy gyorsult az érdeklődés a szegedi ELI iránt. Jelentkezett izraeli egyetem, az Egyesült Államokból voltak itt négy hete, spanyol, olasz és német kutatóintézetekkel egyeztettünk, folyamatos az érdeklődés.”

Ne nézz a fénybe!

A sajtótájékoztató után lehetőség nyílt egy rövid bejárásra a két kutatócsport által már kipróbált berendezések megtekintésére. Miután mindenki köpenyt, hajhálót, szakállhálót és cipővédőt húzott, elsőként a MIR középinfravörös lézert rejtő laborba engedtek be (itt dolgoztak a görög kutatók), majd a HR1 lézer berendezéseit lehetett megcsodálni.

A lézeres laborokat nem úgy kell elképzelni, mint valami James Bond filmben a szupergonosz rejtekhelyét, ahol vörös nyalábbal akarja kettévágni a kikötözött titkosügynököt. Mivel épp nem folyt semmiféle kutatómunka, nem volt látható lézernyaláb, de a bonyolult felszerelések, műszerek így is lenyűgözőek voltak. A vastag kábelkötegekkel és látszólag kaotikusan kígyózó csövekkel összekötött gépeken mindenfelé figyelmeztető matricák: óvni kell a szemet és a bőrt a közvetlen és a szórt sugárzástól is, főként azért, mert a fény emberi szemmel nem látható tartományában is sugározhatnak ezek a berendezések. Kesztyű és speciális védőszemüveg használata a kutatók számára kötelező, de ezen kívül még számos biztonsági protokollt is be kell tartani.

A vágóképek kedvéért előkerült azért pár lézeres tudós, akik jól szórakoztak a médiamunkások instrukcióin, hogy tegyenek úgy, mintha épp elmélyülten dolgoznának a lézeren ("do science stuff!"). Volt egy fotós, aki azt kérte egyiküktől, hogy hajoljon le a kép kedvéért a masszív, rezgésmentes asztalon különféle szögekben elhelyezett tükrökig, prizmákig, polarizátorokig – na ez a kérés azért határozottan vissza lett utasítva, mivel egy ilyen póz szembement volna (mint kósza lézernyaláb a pupillába) minden biztonsági előírással, és rossz fényt vethetett volna a kutatóra.

A kábé negyedórás perces túra nyilván nem nyújtott lehetőséget elmélyedni a technológiába, de kifelé menet, újfent el lehetett azért ámulni azon, hogy a lézercsarnokokat rejtő épület mennyire különleges is a maga nemében. Hogy a pár négyzetméteres asztalok kedvéért, ahol a lézernyaláb halad, 5500 négyzetméteres rezgésmentes alapra 1 és 2 méter vastag vasbeton falakat húztak fel, 45 656 köbméter betont felhasználva, azért, hogy a kutatók a lehető legprecízebb méréseket végezhessék el odabent.