A világ legjobb lézere épülhet Szegeden

Az Extreme Light Infrastructure (ELI) projekt nemsokára befut. Több éves előkészületek után most folynak a tárgyalások a pályázatok értékeléséről. Tulajdonképpen már csak egy nevező van – mondta a HírExtrának Dr. Szabó Gábor, a Szegedi Tudományegyetem rektora és részecskefizikusa – ez nem más, mint a Magyarország-Csehország-Románia triád.

A tizenhárom országot egyesítő konzorcium, mely korábban elnyert egy 6 millió eurós támogatást szakmailag teljes mértékben elismeri a hármas által benyújtott pályázatokat. Október 1-én Prágában tárgyalják a részleteket. 2015-ig 100 milliárd forintos beruházással épülhetne meg a lézer.

A kutatóközpontok és a műszer létrehozása az Európai Unió által támogatott harmincöt nagyberuházás egyike. A jelenlegi szerkezet ezerszer olyan hatékony lenne, mint a mai konstrukciók. Megépítése körülbelül tíz évre előirányozná az anyagtudományi kutatásokat – magyarázta Szabó.

Bajnai Gordon miniszterelnök szeptember 26-án látogatott el Szegedre, hogy megnézze a szuperlézer tervezett helyét.

„Mivel a válság közepette a jövőre is gondolni kell, ezért 2010-ben a kormány 10 milliárd forinttal többet fordít innovációra, összesen 180 milliárd forintot, és a héten döntött az ELI támogatásáról. Azzal, hogy Szeged Prágával közösen elnyerheti ezt a projektet, Magyarország felkerülhet a világ gazdasági és tudományos térképére, elindulhat egy erőteljes hazai növekedés, és a fejlesztés továbbgyűrűzve pozitív hatással lehet a Dél-alföldi régióra is” – fűzte hozzá kommentárját a miniszterelnök a helyszínen.

Az lehetőségekről, előnyökről, szakmai kérdésekről a projekt egyik vezetőjét, Dr. Szabó Gábort kérdeztük:

Bajnai Gordon is bizakodóan tekint a lehetőségekre, s az állami támogatások mértékét is említette. Mennyi az esélye, hogy a magyar-cseh-román hármas nyeri el a jogokat?

Tulajdonképpen ha minden szakmai részletet tudunk tisztázni akkor valójában nem nagyon van alternatíva. Igazából az a kérdés, hogy mennyire sikerül minden lényeges kérdést megbeszélni.

Szó sem volt róla, hogy esetleg más országban vagy országokban építik fel a lézert?

Korábban, még nyár elején kilakítottunk a cseh kollégákkal egy cseh-magyar javaslatot. Júliusban a nemzetközi konzorcium irányzó testületi ülésen előterjesztettek egy javaslatot, miszerint vizsgáljuk meg a román kollégák bekapcsolódásának lehetőségét.

A cseh-magyar pályázatot már a többi résztvevő támogatta. Azt mondták, hogy az ötletek minden szakmai részletet tekintve megállták a helyüket. A nyári egyeztetések tulajdonképpen arról szóltak, hogy a román kollégákat hogyan tudnánk behozni . Az persze nem működik, hogy a politikai konszenzust feldaraboljuk öt részre, mert ennek hatásosnak is kell lennie.

A pályázatnak végeredményben két dolognak mindenképpen meg kell felelnie: szakmailag a célkitűzéseket maradéktanalunl meg kell tudnia válaszolni és meg kell tudni mondani, hogy hogyan fog ez megvalósulni, emellett pedig el kell számolni a hatékonysággal is. Tehát azt nem lehet megcsinálni, hogy húszfele osztunk valamit, mert akkor az nem egy pán-európai projekt. Mert azt sem szabad elfelejteni, hogy ennek az a célja, hogy Európa erőit koncentrálja egy tudományosan fontos cél elérésére. Így lehet a nemzetközi élvonalba pozicionálni kontinensünket. Ezt úgy elérni, hogy szétszabdaljuk a projektet, és mindenki egy helyi érdekű valamit csinál, az nem megy. Az ilyen kérdéseket kell pontosan tisztázni.

Az október 1-i tárgyalás után biztosan kiderül, hogy belefoghatunk-e?

Az ülésnek alapvetően két kimenetele lehet. Az egyik szerint valóban eldőlne, hogy teljes mértékben megfelel-e a pályázat, és indulhatnának az előkészületek. A másik pedig az – természetesen ennek is megvan a valószínűsége – hogy további részletek tisztázása szükséges, tehát még nem tud rábólintani az irányító testület.

A lézer megépülése az ország gazdasági és tudományos megítélésén is lendíthetne. Kijfejtené ezt részletesebben?

Ha csak a szegedi helyszínt tekintem: megvalósulna egy olyan tudmányos beruházás, amelyik a lézerklinika bizonyos területén – hogy népszerű kifejezéssel éljek – világcsúcsot jelent. Olyan vizsgálatokra lenne lehetőség, melyeket e megépülés után tíz évig a világon a legjobb feltételek mellett Szegeden lehetne elvégezni.

Természetesen a cél elérése egy csomó csúcstechnológiai beszállítóról is szól. Meg kell jegyeznem, hogy a központi csarnok durván egy ezer négyzetméteres terület. Ez egy nagyon komoly technológiai kihívás. Megoldatlan részfeladatok vannak, amik további kérdéseket szülnek.

Ennek ellenére ez komoly húzóhatást gyakorolna magára a technológiára, hiszen egy többszázmillió eurós megrendelés Európában az egész piacra kifejti hatását. Reményeink között magyar beszállítók is szerepelni fognak a listán.

A megépülés utáni üzemeltetés európai szinten fog zajlani. Erre létrejött egy szövetség, az ERIC (Euroregional Information Centre). Ezt direkt azért alkotta meg az Európai Bizottság, hogy nagy berendezéseket lehessen közösen üzemeltetni. Ennek van egy közponi kormányzótestülete és az irányítja a projektet. Többször felmerültek olyan kérdések, hogy ki fogja irányítani a kutatásokat, a csehek, a románok, vagy mi. És erre az a válasz, hogy az ERIC irányítótestülete. Ilyen értelemben ez egy abszolút európai konstrukció. Szeretnénk magyar jelenlétet is, de ez nem Csehország, Magyarország és Románia magánakciója, ez tényleg Európáról szól.
@@
Pontosan milyen céllal épül a szerkezet? Tudományos szempontból milyen kérdésekre adhat választ és mi a működési mechanizmusa?

Az alapvető kiindulás ugye az, hogy a fény roppant sok fizikai, biológiai – általában természeti – folyamatot indít, vagy befolyásol. Tehát majdnem minden kölcsönhatásban áll a fénnyel, ez magyarázza azt, hogy lényegében bármilyen területen várhatunk eredményeket.

Ennél persze vannak konkrétabb célok is. Szegeden az egyik szakmai fókusz az a különlegesen rövid, úgyneveztt attoszekundumos pulzusok előállítása. Az atto 10^-18 másodpercet jelent. Ez olyan rövid idő, ha a klasszikus Bohr-modellt képzeljük el és azt mondjuk, hogy a hidrogénatomban egy elektron kering a proton körül, akkor abban az elektron keringési ideje nagyjából 150 attoszekundum. Tehát ez az atomokon belüli elektromos folyamatoknak az időtartama. Ezzel egy sereg olyan jelenséget lehet vizsgálni, ami ilyen rövid idő alatt játszódik le.

Hogy biológiai alkalmazást hozzak, biofizikus és fizikus kollégáim roppant izgatottan várják azt, hogy mikor lehet mondjuk a fehérjedinaika legalapvetőbb folyamatait ilyen szerkezettel tanulmányozni. Ezen kívül fémfelületeken az atomok mozgását lehet vizsgálni, ez pedig anyagtudományi szempontból nagyon fontos. Ezzel a katalitikus rendszerek viselkedését lehetne vizsgálni.

Nyugodtan mondhatjuk, hogy a biológiától az anyagtudományig nagyon sok területen érhetnénk el eredményket amellett, hogy a készülék a fizikai alapkutatás szempontjából is nagyon fontos.

És akkor még nem beszéltem az orvostudományi alkamazásokról. Ott akár diagnosztikai eljárásokat (röntgen) lehet tanulmányozni a lézerrel, mely jobb képalkotást tenne lehetővé. Akár terápiás eljárásban is szerepe lehet, hiszen részecskéket lehet vele gyorsítani.

Tehát ez messze a legjobb teljesítményű lézer lenne? Hasonló nem is létezik?

Igen is, meg nem is. A számok érdekesek. Egy ilyen berendezést mindig úgy kell megtervezni, hogy abból kell kiindulni, ami van, és megfelelően előrelépni. Ha az attoszekundumos szegedi résznél maradunk; ilyenek léteznek és épülnek a világon, de az ezekkel folyó munkálatoknak a fő korlátja az, hogy a meglévő források olyan kis energiát tudnak előállítani, hogy gyakorlatilag csak különlegesen preparált mintákat lehet vele vizsgálni.

Ilyenkor azt szokás mondani, hogy még ott állunk, hogy van megoldásunk, de keressük hozzá a problémát. Hogy a dolog megforduljon ezerszer, tízezerszer meg kéne növelni ezeknek az energiáját.

Amivel majd mi dolgoznánk, az 100-200 petawattos (1015 watt) impulzus előállítására lenne képes. Jelenleg létezik olyan lézer, ami 1 petawattos teljesítményre képes. Nyilván nem lehet úgy belevágni egy ilyen dolgoba, ha nincs előzménye.

Ha ma a legnagyobb ilyen teljesítményű gép 20 terawatt lenne – ami volt mondjuk 20 évvel ezelőtt – és valaki azt mondaná, hogy csinál egy 100 petawattosat, nyilván kinevették volna, hogy ilyen ugrást nem lehet csinálni. Most értünk oda, hogy ezt az extrém teljesítményt is reális célkitűzés előirányozni.

Hozzáteszem ez egyáltalán nem triviális, tehát még lényeges megoldásokat ki kell kísérletezni. Még egyszer elmondom, itt arról van szó, hogy meglévő technikai megoldásokat kell úgy felskálázni, hogy a meglévő százszorosa, esetleg ezerszerese, tízezereszerese legyen.

Egyre több nagy figyelmet kapó szerkezetet építenek világszerte, mely fizikai, részecsketudományi, anyagtudományi kérdésekben döntő bizonyítékokkal szolgáltathat. Mi ennek az oka?

Ennek hátterében az áll, hogy bizonyos területek, például az anyagtudomány, ennek is egy új ága, a nanotechnológia (atomi méretek világa) felfedezésére és megértésére olyan méretű eszközök készülnek, amelyek adott esetben tényleg atomi méretűek, azaz adott esetben csak néhány atomot tartamaznak.

Az IBM tíz évvel ezelőtt lehozta azt a képet, amelybe nemesgáz atomokkal egy fémfelületen kirakták az IBM logot. Ez azt jelenti, hogy egyes atomokat lehet manipulálni. Az utóbbi tizenöt-húsz évben ez a tudományos unikum a címlap számára készített látványos felvételtől eljutott oda, hogy tényleges gyakorlati alkalmazásokról beszélhetünk. Ez olyan még nem ismert területek előtt nyithatja meg az utat, melyeket korábban hinni sem mertünk volna.