Za­war­ta 26 lip­ca br. umo­wa o kon­ty­nu­acji współ­pra­cy po­mię­dzy Na­ro­do­wym Cen­trum Ba­dań Ją­dro­wych (NCBJ), a Deut­sches Elek­tronen Syn­ch­ro­tron (DESY) po­zwa­la nie tyl­ko na wza­jem­ną wy­mia­nę do­świad­czeń, ale rów­nież na dal­szą re­ali­za­cję pro­jektów przy po­wsta­wa­niu i użyt­ko­wa­niu wiel­kiej in­fra­struk­tu­ry ba­daw­czej ja­ką jest Eu­ro­pe­an XFEL (X-ray Free Elek­tron La­ser) – eu­ro­pej­ski la­ser na swo­bod­nych elek­tro­nach. DESY, ja­ko re­pre­zen­tant Nie­miec, jest głów­nym udzia­łow­cem (w 50 %) te­go przed­się­wzię­cia o war­to­ści 1 225,9 mln EURO, w efek­cie któ­re­go powsta­nie jed­no z naj­więk­szych urzą­dzeń ba­daw­czych Eu­ropy, a sa­ma zaś Eu­ropa znaj­dzie się na czo­ło­wym miej­scu użyt­kow­ni­ków in­ten­syw­nych źró­deł pro­mie­nio­wa­nia rent­ge­now­skie­go. Dziś XFEL to, obok eks­pe­ry­men­tów w CERN, naj­waż­niej­szy pro­jekt na­uko­wy, w któ­rym uczest­ni­czą Po­la­cy.

Pol­ska jest jed­nym z pierw­szych ośmiu udzia­łow­ców pro­jek­tu, a NCBJ ko­or­dy­nu­je pra­ce pol­skich na­ukow­ców za­an­ga­żo­wa­nych w bu­do­wę Eu­ro­pe­an XFEL w któ­rych uczest­ni­czą gru­py kra­kow­skie, wro­cław­skie i war­szaw­skie.

Pierw­sze pra­ce re­ali­zo­wa­ne przez Po­li­tech­ni­kę Wro­cław­ską, Wro­cław­ski Park Tech­no­lo­gicz­ny i fir­mę Krio­sys­tem S A. za­koń­czo­ne zo­sta­ły już w 2012 ro­ku po­przez od­da­nie do użyt­ko­wa­nia li­nii krio­ge­nicz­nej do trans­por­tu cie­kłe­go he­lu w sta­nie nad­kry­tycz­nym wraz z dwo­ma krio­sta­ta­mi nie­zbęd­ny­mi do te­sto­wa­nia klu­czo­wych kom­po­nen­tów ak­ce­le­ra­to­ra (nio­bo­wych re­zo­na­to­rów nad­prze­wo­dzą­cych). Ich war­tość wy­nio­sła 2 115 ty­się­cy Eu­ro (w ce­nach z 2005 ro­ku).

Ko­lej­ne pra­ce wy­ko­ny­wa­ne przez In­sty­tut Fi­zy­ki Ją­dro­wej PAN z Kra­ko­wa obej­mo­wa­ły wy­ko­na­nie te­stów 816 nad­prze­wo­dzą­cych re­zo­na­to­rów 1,3 GHz oraz 100 kriomo­du­łów dla ak­ce­le­ra­to­ra elek­tro­nów XFEL o war­to­ści 11 685 097 EURO (w ce­nach z 2005 ro­ku), jak i prze­pro­wa­dze­nie te­stów 100 nad­prze­wo­dzą­cych ma­gne­sów ogni­sku­ją­cych i ste­ru­ją­cych wiąz­ką wraz z ze­sta­wa­mi prze­wo­dów prą­do­wych o war­to­ści 1 082 510 EURO (w ce­nach z 2005 ro­ku). Pod­czas wi­zy­ty Ma­cieja Cho­row­skiego In­sty­tut Fi­zy­ki Ją­dro­wej PAN po­in­for­mo­wał o za­koń­cze­niu wszyst­kich je­go prac dla pro­jek­tu XFEL.

NCBJ (jesz­cze ja­ko IPJ Świerk) za­pro­jek­to­wał oraz wy­pro­du­ko­wał, te­sto­wał i do­star­czył do DESY 1 648 sprzę­ga­czy wyż­szych (para­zytycznych) mo­dów po­la wy­so­kiej czę­sto­tli­wo­ści (w. cz.) do

nad­prze­wo­dzą­cych re­zo­na­to­rów ak­ce­le­ra­to­ra elek­tro­nów XFEL, 824 an­ten dia­gno­stycz­nych po­la w.cz. z li­nia­mi ze­wnętrz­ny­mi oraz 108 ab­sor­be­rów pro­pa­gu­ją­cych wyż­szych mo­dów po­la w.cz. o łącz­nej war­to­ści 3 507 700 EURO (w ce­nach z 2005 ro­ku).

Po­nad­to, w ra­mach ostat­niej z re­ali­zo­wa­nych obec­nie umów NCBJ ma do­star­czyć do wio­sny 2017 ro­ku 200 mo­du­łów w 100 ka­se­tach do ukła­dów ste­ro­wa­nia w ob­sza­rze li­nii optycz­nych oraz sta­no­wisk ba­daw­czych Eu­ro­pe­an XFEL o łącz­nej war­to­ści 741 ty­się­cy EURO (w ce­nach z 2005 ro­ku).

Łącz­na war­to­ści pol­skiego wkła­du wy­nio­sła 26 535 060 EURO (w ce­nach z 2005 ro­ku), w tym w tym rze­czo­we­go w kwo­cie 19 131 857 EURO (w ce­nach z 2005 ro­ku), a go­tów­ko­we­go w kwo­cie 7 404 203 EURO (w ce­nach z 2005 ro­ku).

„Pol­ska ja­ko pierw­szy z je­de­na­stu udzia­łow­ców Eu­ro­pe­an XFEL jest bar­dzo bli­ska ukoń­cze­nia po­sta­wio­nych przed nią za­dań, gdyż zre­ali­zo­wa­ła już je w 96 % ich war­to­ści” – pod­kre­śla z du­mą prof. dr hab. inż. Ma­ciej Cho­row­ski, dy­rek­tor Na­ro­do­we­go Cen­trum Ba­dań i Ro­zwo­ju – „na­si part­ne­rzy do­ce­nia­ją pol­ski wkład co owo­cu­je ko­lej­ny­mi zle­ce­nia­mi dla na­szych ośrod­ków ba­daw­czo-roz­wo­jo­wych. Na­by­wa­ne w ten spo­sób kom­pe­ten­cje de­cy­du­ją o ro­sną­cej prze­wa­dze kon­ku­ren­cyj­nej na ryn­ku pol­skich jed­no­stek i przed­się­biorstw jak rów­nież po­zwa­la­ją na zdo­by­wa­nie no­wych, uni­ka­to­wych kom­pe­ten­cji”.

Tym ra­zem pol­scy na­ukow­cy z NCBJ prze­ka­za­li wszyst­kie urzą­dze­nia nie­zbęd­ne do pra­wi­dło­we­go funk­cjo­no­wa­nia ca­łe­go ak­ce­le­ra­to­ra – ab­sor­be­ry wyż­szych szko­dli­wych czę­sto­tli­wo­ści (mo­dów) po­la elek­tro­ma­gne­tycz­ne­go, jak rów­nież spe­cjal­ne an­te­ny sprzę­ga­czy szko­dli­wych mo­dów oraz an­te­ny do dia­gno­zo­wa­nia po­la elek­tro­ma­gne­tycz­ne­go w struk­tu­rach przy­spie­sza­ją­cych.

„Naj­waż­niej­sze jed­nak jest to, że w nie­da­le­kiej przy­szło­ści dzię­ki do­tych­cza­so­we­mu za­an­ga­żo­wa­niu bę­dziemy współwła­ści­cie­lem nie tyl­ko uni­ka­to­wej in­fra­struk­tu­ry ba­daw­czej, ale rów­nież przy­szłych od­kryć i wy­ni­ków prac do­świad­czal­nych” – do­da­je dr hab. Krzysz­tof Ku­rek, dy­rek­tor Na­ro­do­we­go Cen­trum Ba­dań Ją­dro­wych.

La­ser na swo­bod­nych elek­tro­nach Eu­ro­pe­an XFEL to jed­na z naj­więk­szych in­sta­la­cji ba­daw­czych na świe­cie. W tu­ne­lach o łącz­nej dłu­go­ści 5,8 ki­lo­me­tra, pro­wa­dzą­cych z DESY za­in­sta­lo­wa­na zo­sta­nie spe­cja­li­stycz­na apa­ra­tu­ra – część ak­ce­le­ra­to­ro­wa, umoż­li­wiająca przy­spie­sza­nie elek­tro­nów oraz część optycz­na – umoż­li­wiająca ufor­mo­wa­nie wią­zek spój­ne­go pro­mie­nio­wa­nia rent­ge­now­skie­go oraz sta­no­wi­ska do eks­pe­ry­men­tów na­uko­wych. Pla­nu­je się za­koń­cze­nie bu­do­wy la­se­ra do koń­ca 2016 ro­ku, a uzy­ska­nie pierw­szej wiąz­ki użyt­ko­wej bę­dzie mia­ło miej­sce ok. po­ło­wy ro­ku 2017. Urzą­dze­nie bę­dzie ge­ne­ro­wa­ło ul­tra­krót­kie im­pul­sy świa­tła la­se­ro­we­go 27 ty­się­cy ra­zy na se­kun­dę o na­tę­że­niu mi­liar­dy ra­zy prze­wyż­sza­ją­cym in­ten­syw­ność wią­zek emi­to­wa­nych przez naj­lep­sze kon­wen­cjo­nal­ne źró­dła pro­mie­nio­wa­nia rent­ge­now­skie­go. Dzię­ki la­se­ro­wi Eu­ro­pe­an XFEL 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.

Źródło: © Narodowe Centrum Badań Jądrowych