FAQ

Všechno, co jste chtěli vědět o ELI Beamlines aneb 8 otázek a odpovědí

1. Co je ELI a co je ELI Beamlines?

ELI = 3 špičková výzkumná centra spojená v jeden celek. První z center se nachází v České republice, v Dolních Břežanech. ELI Beamlines (Beamlines Facility) je tedy součástí projektu ELI. Naším cílem je vytvářet zcela novou generaci sekundárních zdrojů pro mezioborové aplikace ve fyzice, medicíně, biologii a materiálových vědách.

Druhé centrum („Attosecond Facility“, ALPS) stojí v Maďarsku a bude se věnovat fyzice ultrakrátkých optických pulsů v řádu attosekund. Třetí centrum („Nuclear Physics Facility“) orientované na fotonukleární fyziku sídlí v Rumunsku.

A ELI bude mít i své pokračování. Všechna tři centra se totiž mají zabývat výzkumem a vývojem laserových technologií za účelem realizace další etapy projektu spočívající v dosažení intenzity optického pole v řádu 1025 W/cm2, umožňující laboratorní bádání v oboru exotické fyziky. O umístění této specifické části ELI se rozhodne v následujících letech.

ELI má v České republice na starosti Fyzikální ústav Akademie věd, který ČR zastupuje v konsorciu ELI-PP (ELI Preparatory Phase) a koordinuje národní konsorcium ELI-CZ (14 tuzemských velkých univerzit a výzkumných ústavů).

 

2. K čemu to bude dobré?

Revoluční vědecké nástroje ELI Beamlines a výsledky práce jednotlivých výzkumných programů najdou uplatnění v široké škále vědeckých odvětví od laboratorní astrofyziky po medicínu, chemii, biologii nebo materiální vědy. Příklad? Vyvineme laserový urychlovač emitující částice v nevídaném energetickém rozsahu. Při léčbě rakoviny jsou zapotřebí vysoce kvalitní a levné protonové zdroje a právě ELI Beamlines k nim otevře cestu. A to je jen zlomek vědecké a výzkumné činnosti, která bude v Dolních Břežanech provozována.

 

3. Kolik to bude stát?

6,8 miliard korun z Operačního programu Výzkum a vývoj pro inovace, který administruje Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy. Další informace naleznete v rubrice Financování.

 

4. Kdy bude stavba v Dolních Břežanech dokončena?

Začátek demolic a přípravných prací proběhl v zimě 2011/2012, samotná stavba začala na podzim 2012 a byla dokončena v polovině roku 2015. Přesné informace naleznete v rubrice Harmonogram výstavby.
Laserové systémy budou instalovány během roku 2017.

Vědecké týmy jsou sestaveny od roku 2014 a v současné doně na ELI pracuje přes 310 zaměstnanců..

 

5. Jaké jsou přínosy ELI Beamlines pro Českou republiku?

Vybudování komplexu ELI Beamlines právě u nás znamená pro ČR obrovskou mezinárodní prestiž, a to zdaleka nejen ve vědeckém světě (např. Švýcarsko je dnes všeobecně spojováno s CERN a naopak).

Z krátkodobého pohledu přináší ELI Beamlines příležitost pro vznik nových pracovních míst, nabízí šanci domácím výrobcům a dodavatelům. Vědecký komplex v Dolních Břežanech by také měl stimulovat vznik nových hi-tech firem a celkově přispět k rozvoji regionu.

Důležitější jsou ale střednědobé a dlouhodobé benefity. Díky ELI Beamlines se český základní i aplikovaný výzkum dostane na světovou úroveň a zároveň nabídne (ve spolupráci s univerzitami z konsorcia ELI-CZ) studentům přírodovědných a technických oborů nejkvalitnější postgraduální vzdělávání. Díky tomu, že značka ELI by měla v krátké době působit na špičkové vědce z celého světa jako magnet, dostanou se doktorandi do přímého kontaktu s elitou výzkumu a vývoje, s nejnovějšími myšlenkami, nápady, informacemi a trendy. ELI Beamlines tak bude vytvářet atraktivní platformu pro výchovu nové generace doktorandů, vědců a inženýrů. To významně zvýší prestiž České republiky jakožto hostitelské země špičkového mezinárodního výzkumného projektu s otevřeným přístupem vědecké komunitě na celém světě a bude přitahovat do ČR další investice do vyspělých technologií s vysokou přidanou hodnotou.

ELI Beamlines také představí nový funkční model spolupráce mezi vědeckými ústavy, vzdělávacími institucemi a technologickými firmami + centrum ELI. Právě touto cestou se chce Česká republika do budoucna ubírat. ELI Beamlines má ambici fungovat v tomto smyslu jako pozitivní příklad.

Z odborného hlediska patří mezi technologie a aplikace, u kterých se očekává, že mohou přinést dlouhodobé ekonomické dopady, především nové techniky pro lékařské zobrazování a diagnostiku, nástroje pro vývoj a testování nových materiálů, nová rtg. optika atd.

 

6. Které země a instituce se na ELI podílejí?

Projekt ELI, jehož je ELI Beamlines součástí, představuje výzkumnou událost evropských parametrů. Nejlépe to dokládá právě prostý výčet zemí a institucí, které se na přípravné fázi projektu podíleli.

Bulharsko Univerzita Sofia Sofia
Česká republika PALS – společné pracoviště Fyzikálního ústavu AV ČR a Ústavu fyziky plazmatu AV ČR Praha
Francie CEA-DRECAM-SPAM Saclay
CPHT Centre de Physique Théorique de l‘École Polytechnique Palaiseau
Laboratoire d‘Optique et Biosciences Palaiseau
Laboratoire d‘Utilisation des Lasers Intenses Palaiseau
Laboratoire Leprince-Ringuet Palaiseau
Laboratoire Charles Fabry de l‘Institut d‘Optique Orsay
LIXAM Laboratoire d‘Interation du rayonnement X Avec la Matière Orsay
LOA Laboratoire d‘Optique Appliquée Palaiseau
Laboratoire des gaz et plasmas Orsay
SOLEIL Saclay
Německo Friedrich Schiller Universität Jena
Gesellschaft für Schwerionenforschung mbH Darmstadt
Heinrich Heine Universitaet Düsseldorf
LMU Mnichov
MBI Max Born Institute Berlín
Max Planck Institut für Quantenoptik Garching
Řecko FORTH-IESL Heraklion
Krétská technická univerzita Kréta
Maďarsko Univerzita Pécs
Univerzita Szeged
Research Institute for Solid State Physics and Optics Budapešť
KFKI Research Institute For Particle And Nuclear Physics
DDKKK
Itálie Istituto Nazionale di Fisica Nucleare Řím
University of Roma „Sapienza“ Řím
Politecnico di Milano Miláno
Universita di Pisa Pisa
Litva Laser Research Center Vilnius
Polsko Instytut Optoelektroniki Varšava
Portugalsko Instituto Superior Técnico Lisabon
Rumunsko National Institute for Laser, Plasma and Radiation Physics Bukurešť
Španělsko ICFO – Institute of Photonic Sciences Barcelona
Universidad Complutense de Madrid Madrid
University of Salamanca Salamanca
Unversidad Politecnica de Madrid Madrid
Velká Británie Central Laser Facility Didcot
Department of Physics, University of Strathclyde Glasgow
Imperial College Londýn
Queen‘s University Belfast

 

7. Jaký je vědecký tým ELI Beamlines?

Náš vědecký tým je skutečně ELItní a navíc jej stále a soustavně rozšiřujeme. Pro ELI Beamlines pracují a budou pracovat např. Georg Korn (v minulosti působil mj. na University of Michigan nebo v Max-Planck-Institut für Quantenoptik) či Bedřich Rus (jako hlavní vědecký koordinátor), Sergei Bulanov (přišel z Osaka University) či Jánosz Hajdu (přišel z University of Uppsalla). Potěšující je také návrat vynikajících českých vědců ze zahraničí – jako příklad může posloužit Pavel Bakule, bývalý špičkový vědecký pracovník Rutherford Appleton Laboratory nebo Daniel Kramer z CERNu.

ELI Beamlines však především nabízí dosud nevídané možnosti pro postgraduální vzdělávání mladých talentů. Díky spojení se světovou špičkou výzkumu a vývoje mají naši doktorandi přímý přístup k nejnovějším informacím a trendům. Prostřednictvím ELI je u nás nastaven účinnější model spolupráce mezi vědeckými ústavy, vzdělávacími institucemi a technologickými firmami.

 

8. Jaké výzkumné programy poběží v rámci ELI Beamlines?

Výzkumných programů je celkem šest, přičemž některé z nich jsou vzájemně propojené. Pojďme si je ve stručnosti přiblížit.

První se jmenuje Lasery pro generaci repetičních ultrakrátkých pulsů a mnohonásobně petawattových výkonů. V jeho rámci vyvíjíme laserový systém využívající nejmodernější současné technologie, který bude páteří ELI a naprostou špičkou svého druhu.

Druhý nese název Rentgenové zdroje čerpané ultrakrátkými laserovými pulsy a má za cíl optimalizovat vzájemně komplementární rentgenové zdroje – plazmové rentgenové lasery v injekčním módu na vlnových délkách v blízkosti tzv. vodního okna, rentgenové lasery na volných elektronech (XFEL), pokročilé K-alfa zdroje, betatronové záření atd.

Další výzkumný program se jmenuje Urychlování částic pomocí laserů a zdokonalí kvalitu generovaných svazků částic. Naším cílem je v tomto směru zejména vývoj kompaktních nízkonákladových protonových zdrojů pro nové postupy eliminace zhoubných nádorů.

Číslo čtyři patří programu Aplikace v molekulárních, biomedicínských a materiálových vědách. Postavíme experimentální uživatelskou stanici pro přelomové výzkumy v uvedených oblastech. Díky kombinaci laserových zdrojů (primární, rentgenové, částicové) můžeme studovat dosud nepřístupné velmi rané fáze fotochemických nebo radiačně chemických procesů. Zajímá nás koherentní rentgenové zobrazování a holografie s atomárním rozlišením, časově rozlišená rentgenová difrakce, sub-pikosekundová impulzní radiolýza ad.

Pátý výzkumný program nese název Fyzika plazmatu a vysokých hustot energie. Chceme díky němu objevovat nové směry ve fyzice plazmatu a vysokých hustot energií. Nelineární optika plazmatu a interakce laseru s nízko-hustotním plazmatem, relativistickým plazmatem, interakce laseru s pevnou fází, klastry a terči s omezenou hmotností, generace horké husté hmoty a testování pokročilých fúzních schémat – to všechno bude objektem zájmu vědců pracujících v tomto programu.

Poslední v pořadí (ale nikoliv významem) je Exotická fyzika a teorie. Tento výzkumný program zkoumá (a to samozřejmě teoreticky i experimentálně) tzv. ultrarelativistický režim (u hustot výkonu 1023 W/cm2 a vyšších) interakce záření s hmotou. Tato dosud zcela neprobádaná oblast intenzit umožní přístup k základním fyzikálním jevům s daleko většími charakteristickými energiemi než kdykoliv předtím.

Podrobné informace o našich výzkumných programech naleznete v rubrice Výzkum.