European XFEL (X-ray free-electron laser) to międzynarodowe przedsięwzięcie, którego celem jest uruchomienie i użytkowanie potężnego lasera rentgenowskiego pod Hamburgiem. Jest to jedna z największych inwestycji naukowo-badawczych na świecie, w które zaangażowanych jest 11 krajów europejskich, w tym Polska. Wkład naszego kraju do budżetu XFEL wynosi blisko 29 mln Euro. Głównym udziałowcem European XFEL jest ośrodek DESY (Deutsches Eletronen Synchroton) - reprezentant Niemiec.

Oficjalne uruchomienie urządzenia planowane jest w 2017 r.

Podpisana we wtorek umowa o kontynuacji współpracy pomiędzy Narodowym Centrum Badań Jądrowych (NCBJ) a niemieckim ośrodkiem Deutsches Elektronen Synchrotron (DESY) zakłada wymianę doświadczeń i dalszą realizację projektów dotyczących powstawania i użytkowania tej wielkiej infrastruktury badawczej, jaką jest European XFEL.

"Polska jako pierwszy z jedenastu udziałowców European XFEL jest bardzo bliska ukończenia postawionych przed nią zadań, gdyż zrealizowała już je w 96 proc. ich wartości" – poinformował dyrektor Narodowego Centrum Badań i Rozwoju, prof. Maciej Chorowski, reprezentujący podczas wizyty w Hamburgu również ministerstwo nauki.

Polscy naukowcy współpracują z tym niemieckim ośrodkiem od lat 70. XX w. "Początkowo były to prace dotyczące fizyki wysokich energii" – powiedziała PAP zastępca dyrektora ds. naukowych NCBJ, prof. Ewa Rondio. W prace zaangażowani byli m.in. badacze z Uniwersytetu Warszawskiego czy Instytutu Badań Jądrowych. W latach 80. przybyło tam z Polski wielu stażystów i studentów w ramach wymiany studenckiej.

"To bardzo przyjacielska i oparta na zaufaniu współpraca" – podkreślił w rozmowie z PAP prezes zarządu DESY, Helmut Dosch. Dodał, że polski wkład w XFEL jest bardzo istotny, choć finansowo stanowi zaledwie 2 proc. wartości całego przedsięwzięcia. "Nigdy nie liczyłem procentów – liczy się rzetelność i jakość wykonywanej pracy. Polska wykonała doskonałą pracę niezależnie od nich" – dodał Dosch.

Jednocześnie zachęcił polskich badaczy do udziału w eksperymentach, które będą odbywać się w XFEL.

W dniu podpisania umowy naukowcy z NCBJ przekazali ostatnie przygotowywane przez Polaków urządzenia, niezbędne do prawidłowego funkcjonowania akceleratora, który wchodzi w skład całej instalacji lasera. Są to absorbery oraz anteny, które pomogą w usunięciu zakłóceń powodujących niestabilność działania lasera.

"Najważniejsze jest to, że w niedalekiej przyszłości, dzięki dotychczasowemu zaangażowaniu, będziemy współwłaścicielem nie tylko unikatowej infrastruktury badawczej, ale również przyszłych odkryć i wyników prac doświadczalnych" – podkreślił dyrektor NCBJ dr hab. Krzysztof Kurek.

NCBJ koordynuje prace polskich naukowców zaangażowanych w budowę European XFEL, w których uczestniczą grupy z Krakowa, Wrocławia i Warszawy.

Pierwsze prace realizowane przez Politechnikę Wrocławską, Wrocławski Park Technologiczny i firmę Kriosystem S.A. zakończono już w 2012 r. Oddano wówczas do użytku linię kriogeniczną do transportu ciekłego helu w stanie nadkrytycznym wraz z dwoma kriostatami niezbędnymi do testowania kluczowych komponentów akceleratora.

Kolejne prace - wykonywane przez Instytut Fizyki Jądrowej PAN z Krakowa - obejmowały wykonanie testów nadprzewodzących rezonatorów oraz kriomodułów dla akceleratora elektronów XFEL oraz przeprowadzenie testów nadprzewodzących magnesów ogniskujących i sterujących wiązką wraz z zestawami przewodów prądowych.

Podczas wtorkowego spotkania pod Hamburgiem poinformowano, że Instytut Fizyki Jądrowej PAN zakończył już swoją część prac związanych z budową lasera.

W ramach ostatniej z realizowanych obecnie umów do wiosny 2017 r. NCBJ ma dostarczyć do DESY (do układów sterowania w obszarze linii optycznych oraz stanowisk badawczych European XFEL) dwieście modułów w stu kasetach.

Laser na swobodnych elektronach European XFEL to jedna z największych instalacji badawczych na świecie.

W prowadzących z DESY tunelach o łącznej długości 5,8 km instalowana jest specjalistyczna aparatura. Pierwsza to część akceleratorowa, umożliwiająca przyspieszanie elektronów; druga, optyczna – która umożliwia uformowanie wiązek spójnego promieniowania rentgenowskiego oraz stanowiska do eksperymentów naukowych. 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 ma pomóc w opracowaniu nowych lekarstw, będą też mogli badać molekularne mechanizmy funkcjonowania komórek czy rejestrować trójwymiarowe obrazy obiektów nanoświata. Unikalną możliwością będzie też filmowanie przebiegu reakcji chemicznych, np. procesu formowania się lub zrywania wiązania chemicznego. Dzięki European XFEL badacze zgłębią procesy zachodzące we wnętrzu planet i gwiazd. Urządzenie umożliwi także modyfikacje istniejących materiałów, jak i opracowanie zupełnie nowych.

Z Hamburga Szymon Zdziebłowski

PAP - Nauka w Polsce

szz/ zan/