Polacy budują super nowoczesny laser

Celem finansowanego przez Unię Europejską międzynarodowego projektu IRUVX jest zbudowanie rozproszonej, lecz w pełni spójnej i komplementarnej sieci badawczej składającej się z kilku europejskich laserów FEL (Free-Electron Laser). Urządzenia takie generują impulsy światła o mocy setek megawatów i długości impulsu rzędu femtosekund (femtosekunda to jedna biliardowa część sekundy). Światło to powstaje w wyniku przepuszczania przez szybkozmienne pole magnetyczne wiązki elektronów rozpędzonej w akceleratorze o długości kilkuset metrów.

Jak zapewnia rzecznik IPJ, powstający w Świerku laser POLFEL będzie największym i najnowocześniejszym urządzeniem badawczym w tej części Europy. Będzie mieć długości 400 m, a zostanie zlokalizowane między reaktorem jądrowym Maria i budynkiem po nieczynnym już reaktorze Ewa. Planowany koszt inwestycji to około 100-200 mln euro. Pawłowski wyjaśnia, że środki na jego pokrycie mogłyby pochodzić z funduszy strukturalnych, w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka.

- Lasery na swobodnych elektronach (FEL) to wielkie mikroskopy pozwalające śledzić dynamikę nanostruktur w skali czasowej mierzonej w femtosekundach. Spójne światło o płynnie regulowanej długości fali - od ultrafioletu aż do rentgenowskich długości poniżej 1 nm - pozwala na trójwymiarowe obrazowanie struktur na poziomie pojedynczych atomów - tłumaczy rzecznik. Jego zdaniem, wprowadzają one "czwarty wymiar do badań nad procesami biologicznymi na ich najbardziej fundamentalnym poziomie, a nawet do badań przebiegu reakcji chemicznych".

FEL - przekonuje Pawłowski - umożliwią m.in. terapię przeciwnowotworową polegającą na wprowadzaniu do organizmu nanoplatform aktywowanych następnie światłem laserowym. Pozwoli to na obrazowanie narządów wewnętrznych przy bardzo niskim ryzyku napromieniowania oraz dostrojenie długości fali promieniowania tak, by uzyskać selektywne, bezpośrednie niszczenie chorych komórek przy minimalnym uszkodzeniu otaczającej, zdrowej tkanki.

Rzecznik IPJ informuje, że prowadzone są również prace nad zastosowaniem lasera na swobodnych elektronach do chirurgii otolaryngologicznej, by zminimalizować ryzyko uszkodzenia przez lekarza strun głosowych, co nierzadko prowadzi do nieodwracalnej utraty głosu. Chirurgia wykorzystująca FEL nie tylko zapobiegałaby temu ryzyku, ale nawet umożliwiła np. usunięcie już istniejących blizn.

- Zakres terahercowy (fale o wysokiej częstotliwości, niewidzialne dla oka i nieszkodliwe - jest też przedmiotem dużego zainteresowania służb specjalnych - terahercowa bramka na lotnisku mogłaby teoretycznie pozwolić na identyfikację nawet śladowych ilości substancji chemicznych wnoszonych przez człowieka na pokład samolotu - dodaje dr Pawłowski.

Dla polskich fizyków budowa POLFEL-a nie będzie pierwszym tego typu zadaniem. Doświadczenie zdobywają bowiem uczestnicząc w trwających obecnie pracach nad podobnym urządzeniem w Hamburgu. Z ich udziałem powstaje tam laser XFEL - największy z planowanych w ramach projektu IRUVX.

Prace nad projektem IRUVX koordynuje konsorcjum EuroFEL.

Pawłowski dodaje, że udział IPJ w projekcie IRUVX został już pozytywnie zaopiniowany przez Interdyscyplinarny Zespół ds. Infrastruktury Badawczej i Polityki Naukowej MNiSW. Plany budowy przedstawiono także na pierwszym walnym zgromadzeniu konsorcjum EuroFEL, które odbyło się w połowie marca w Trieście.