Výzkum

Výzkum

Hlavním cílem ELI je vybudování nejmodernějšího laserového zařízení na světě. V něm budou realizovány výzkumné a aplikační projekty zahrnující interakci světla s hmotou na intenzitě, která je asi 10 krát větší než současně dosažitelné hodnoty. ELI bude dodávat ultrakrátké laserové pulsy trvající typicky několik femtosekund a produkovat výkon až 10 PW. Přinese tak nové poznatky potenciálně využitelné např. v lékařském zobrazování a diagnostice, konstrukci nástrojů pro vývoj a testování nových materiálů nebo rentgenové optice.

Laserové technologie

Významnou aktivitou v rámci projektu ELI Beamlines je vývoj nových laserových technologií. Sem patří například vývoj nových technik pěstování laserových krystalů, vývoj nových řešení pro kryogenní chlazení vysoce výkonných laserových zesilovačů opakovací frekvence, nové techniky femtosekundové synchronizace laserových pulzů, pokročilá diagnostika opakovací frekvence femtosekundových pulzů, pokročilé řídicí systémy a rozvoj inovačních řešení PW pulzních kompresorů. Některé z těchto činností se provádějí ve spolupráci s průmyslem. [Podrobné informace jsou prozatím k dispozici v anglickém jazyce.]

Zdroje rentgenového záření

Jedním z hlavních cílů v rámci vědecké komunity projektu ELI je vytvoření svazků (beamlines) ultrakrátkých rentgenových pulzů, koherentních i nekoherentních. Ty otevřou cestu pro zobrazování přírody v atomárním rozlišení v prostoru i v čase pomocí zařízení, která jsou vhodná pro menší laboratoře. Aplikace sahají od analýzy struktury v pevném stavu, atomové fyziky a molekulární chemie přes zobrazovací aplikace v medicíně a biologii až po zkoumání základních stavebních kamenů života. [Podrobné informace jsou prozatím k dispozici v anglickém jazyce.]

Urychlování částic

Centrum ELI-Beamlines bude umožňovat generaci a studium všestranných a stabilních zdrojů urychlených částic (iontů a elektronů) při vysoké opakovací frekvenci. Součástí výzkumu bude i dosahování co nejvyšších energií částic, kvality zdroje a účinnosti generace. [Podrobné informace jsou prozatím k dispozici v anglickém jazyce.]

Fyzika plazmatu

Naprostá většina pozorovatelné hmoty ve vesmíru se nachází ve čtvrtém skupenství hmoty které se nazývá plazma. Studium plazmatu má tedy význam pro mnoho oblastí výzkumu, například pro astrofyziku, studium ionizovaných plynů, interakci laseru s hmotou či řízenou termojadernou fúzi. [Podrobné informace jsou prozatím k dispozici v anglickém jazyce.]

Interakce s ultravysokou intenzitou

Když se veškerá energie vysoce výkonného 10 petawattového (PW) laseru centra ELI Beamlines pošle do oblasti o velikosti tisíciny milimetru, bude dosažena tzv. ultravysoká intenzita záření, tj. maximum energie na co nejmenší ploše, a to v řádu 1024 W/cm2. Pomocí této intenzity bude možné studovat množství kvantově-mechanických efektů jako například generaci elektron-pozitronových párů. [Podrobné informace jsou prozatím k dispozici v anglickém jazyce.]

Aplikace

Za použití laserů lze produkovat záření o kratších vlnových délkách – od ultrafialového až po rentgenové. Toto záření bude v centru ELI Beamlines použito pro aplikace v molekulární vědě, medicíně a při studiu nových materiálů.  Bude se například studovat molekulární dynamika a interakce hmoty s měkkým i tvrdým rentgenovým zářením. Za pomoci rentgenové difrakce se budou studovat krystalické molekulární struktury na atomární úrovni a s ultrakrátkým časovým rozlišením. Koherentní difrakční zobrazovaní nám umožní jediným pulzem zachytit strukturu molekul či buněk organismu s mnohem lepším rozlišením než umožňují mikroskopy. Mezi další nástroje patří rentgenová spektroskopie, pokročilé optické spektroskopie a pulzní radiolýza. [Podrobné informace jsou prozatím k dispozici v anglickém jazyce.]

Související stránky

O centru

ELI Beamlines bude mít mezi vysokovýkonnými laserovými infrastrukturami unikátní pozici. Půjde totiž o první zařízení takových rozměrů schopné produkovat různorodé a zároveň vysoce kvalitní zdroje pro velké množství uživatelů.