FAQ
Všechno, co jste chtěli vědět o ELI Beamlines aneb 8 otázek a odpovědí
1. Co je ELI a co je ELI Beamlines?
ELI = Extreme Light Infrastructure = 3 špičková výzkumná centra spojená v jeden celek. První z center – ELI Beamlines – vyroste v České republice, v Dolních Břežanech. Druhé centrum – ELI Attosecond – bude stát v Maďarsku a má se věnovat fyzice ultrakrátkých optických pulsů v řádu attosekund. Třetí centrum – ELI Nuclear Physics – se bude orientovat na fotonukleární fyziku a jeho sídle je Rumunsko.
Projekt ELI Beamlines je součástí evropského plánu na vybudování velkých výzkumných zařízení nové generace. Hlavním cílem tohoto projektu je postavit nejmodernější laserové zařízení na světě. V něm budou realizovány výzkumné a aplikační projekty týkající se interakce látky se světelným pulsem o intenzitě mnohokrát větší, než jsou současné maximálně dosažitelné hodnoty. ELI bude dodávat ultrakrátké laserové pulsy trvající typicky několik femtosekund (10-15 fs) a produkovat výkon až 200 PW. Naším cílem je vytvářet zcela novou generaci sekundárních zdrojů pro mezioborové aplikace ve fyzice, medicíně, biologii a materiálových vědách.
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 zastupoval v konsorciu ELI-PP (ELI Preparatory Phase) a nyní koordinuje národní konsorcium ELI-CZ složené ze 14 tuzemských velkých univerzit a výzkumných institucí.
ELI = 3 špičková výzkumná centra spojená v jeden celek. První z center vyroste v České republice, v Dolních Břežanech. ELI Beamlines (Beamlines Facility) je tedy součástí ELI. Naším cílem bude vytvářet zcela novou generaci sekundárních zdrojů pro mezioborové aplikace ve fyzice, medicíně, biologii a materiálových vědách.
Druhé centrum („Attosecond Facility“, ALPS) bude stát v Maďarsku a má se věnovat fyzice ultrakrátkých optických pulsů v řádu attosekund. Třetí centrum („Nuclear Physics Facility“) orientované na fotonukleární fyziku má sídlit 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 je naplánován na zimu 2011/2012, samotná stavba začne na jaře 2012 a měla by skončit v roce 2015. Přesné informace naleznete v rubrice Harmonogram výstavby. Přípravné práce na některých výzkumných programech každopádně již probíhají, nebo začnou v průběhu výstavby centra.
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 přinese ELI Beamlines příležitost pro vznik nových pracovních míst, nabídne 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.
7. Jaký je vědecký tým ELI Beamlines?
Náš vědecký tým je skutečně ELItní a navíc jej stále 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). 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 CERN.
ELI Beamlines však především nabídne dosud nevídané možnosti pro postgraduální vzdělávání mladých talentů. Díky spojení se světovou špičkou výzkumu a vývoje budou mít naši doktorandi přímý přístup k nejnovějším informacím a trendům. Prostřednictvím ELI by u nás také mohl být v České republice 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 prostě 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 bude zkoumat (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.