Rozpoczął się rozruch lasera na swobodnych elektronach. Dzięki niemu naukowcy wnikną do nanoświata

W czwartek, 6 października, w ośrodku badawczym DESY w Hamburgu uroczyście zainaugurowano proces uruchamiania Europejskiego Ośrodka Badań Laserem na Swobodnych Elektronach European XFEL (X-ray Free Electron Laser).

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; pierwszą wiązkę planuje się uzyskać już za niecały rok. European XFEL przewyższa konwencjonalne lasery jasnością i krótkim czasem trwania impulsu oraz możliwością strojenia w szerokim zakresie długości fali. Zakres ten obejmuje długości od milimetrów (tzw. promieniowanie THz – terahercowe) aż do nanometrów (miliardowych części metra). Jest to szczególnie istotne dla doświadczeń wymagających dużej liczby całkowitej uczestniczących fotonów. Takimi są np. doświadczenia nad zjawiskami o niskim prawdopodobieństwie zachodzenia albo przeprowadzanych dla rozrzedzonych próbek (np. w eksperymentach z roztworami lub z materiałem biologicznym). Z drugiej strony, jest to także pożądane dla zastosowań technologicznych związanych np. z naświetlaniem i modyfikowaniem powierzchni, gdzie duża moc średnia oznacza wysoką wydajność urządzenia.

European XFEL będzie generowało 27 tysięcy razy na sekundę ultrakrótkie impulsy światła laserowego o natężeniu miliardy razy przewyższającym intensywność wizek emitowanych przez najlepsze konwencjonalne źródła promieniowania rentgenowskiego. Dzięki temu naukowcy będą mogli np. obrazować szczegółową strukturę wirusów, co pomóc ma 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.

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" - mówił dr Piotr Dardziński, wiceminister Nauki i Szkolnictwa Wyższego.

Łączna wartości polskiego wkładu wyniosła 26 536 060 euro. Wkrótce przy urządzeniu będą pracować 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.

Źródło: Narodowe Centrum Badań Jądrowych