Cum va arăta cel mai mai mare laser din lume? Iată tot ce vrei să ştii despre cel mai important proiect ştiinţific din istoria României

Proiectul european ELI-NP (Extreme Light Infrastructure-Nuclear Physics), dedicat celui mai mare laser din lume, va demara prin construirea unui complex la care lucrările sunt programate să se încheie în 2014, relatează Mediafax.

Ministrul delegat pentru Învăţământ Superior, Cercetare Ştiinţifică şi Dezvoltare Tehnologică, Mihnea Costoiu, a declarat, pentru Mediafax, că realizarea ansamblului de clădiri este, practic, prima dintre cele trei componente ale proiectului, celelalte fiind legate de două lasere şi de un fascicul gama.

• SpaceX va lansa pentru a șaptea oară racheta Starship
• Ucrainenii nu au „puterea” de a recupera zonele ocupate de Rusia, a recunoscut Zelenski

„Ce este important pentru acest ansamblu de clădiri este că principala clădire va fi unică, în sensul în care va fi decuplată de sol, pentru că nu este admisă niciun fel de vibraţie. Este pusă toată pe un set de amortizoare. Deci este decuplată de sol, totul stă pe amortizare sesismice ultrasensibile, pentru că la imensitatea aceea de putere (a laserelor care vor funcţiona în interior – n.r.) s-ar produce un dezastru dacă s-ar simţi şi tocurile unei femei. Ca vibraţie, nu este admis acest lucru. Va trebui foarte mult beton, care să fie o masă critică foarte mare, iar această masă va sta suspendată de sol prin acest amortizor seismic”, a explicat Costoiu.

Clădirea va avea două corpuri solidare – unul pentru lasere şi unul pentru fasiculul gama, suprafaţa primului fiind de 4.406 metri pătraţi, iar a celui de-al doilea, de 6.604 metri pătraţi. În aceaşi clădire va fi integrat un corp de laboratoare, cu o suprafaţă de 2.396 de metri pătraţi.

La corpul dedicat laserelor vor fi opt niveluri subterane, iar la cel al fasiculului gama, 12 niveluri sub pământ, în prezent realizându-se escavările necesare pe terenul ce va fi ocupat de clădire.

Licitaţia pentru aceste lucrări a fost câştigată de un consorţiu condus de grupul austriac Strabag, din care mai fac parte firmele Zublin şi Aedificia Carpaţi. „Strabag este pentru că ne trebuie expertiză internaţională, că a mai realizat nişte clădiri de acest tip”, a explicat Costoiu.

Complexul dedicat acestui proiect va mai avea o clădire de birouri, pe o suprafaţă de aproape 970 de metri pătraţi, în vecinătatea căreia va fi o casă de oaspeţi cu aproximativ 30 de camere, care va ocupa peste 642 de metri pătraţi.

„În casa de oaspeţi vor locui oamenii care vor fi în vizită. Cei care lucrează acolo vor avea şi ei un campus. Acesta este deja în interiorul Institutului Naţional de Fizică şi Inginerie Nucleară «Horia Hulubei». Este un campus securizat şi păzit”, a explicat ministrul.

Inaugurarea lucrărilor la infrastructura proiectului va avea loc vineri, de la ora 14.00, în prezenţa comisarului european pentru Politici Regionale, Johannes Hahn.

La eveniment vor participa premierul Victor Ponta, ministrul Educaţiei Naţionale, Remus Pricopie, ministrul delegat pentru Învăţământ Superior, Cercetare Ştiinţifică şi Dezvoltare Tehnologică, Mihnea Costoiu, secretarul de stat în Ministerul Educaţiei Tudor Prisecaru şi directorul general al Institutului de Fizică şi Inginerie Nucleară „Horia Hulubei”, Nicolae Victor Zamfir.

Lasere cu puterea a 100.000 de miliarde de becuri, „ca în Star Trek”

Puterea laserelor de la ELI-NP va fi impresionantă – 10PW fiecare, adică 10 milioane de miliarde de waţi, sau puterea echivalentă a 100.000 de miliarde de becuri de 100W.

„Dacă pulsul laser de o asemenea putere ar dura o secundă, ar fi necesară toată energia electrică produsă în lume timp de aproape două săptămâni pentru a-l alimenta. 10PW înseamnă de peste 1000 de ori mai mult decât puterea instalată a tuturor centralelor electrice din lume, dar datorită faptului că durata pulsului laser este extem de scurtă (de ordinul zecilor de femtosecunde, adică milionimi de miliardime de secundă), consumul mediu de energie în timpul funcţionării este unul rezonabil. Soarele emite radiaţie cu puterea de 4 ori 10 la puterea 26W. Daca acesta ar avea o suprafaţă echivalentă cu doar patru foi format A4 (în loc de peste un miliard de miliarde de metri pătraţi cum are în realitate), puterea emisă pe centimetru pătrat ar fi apropiată de cea concentrată de laserul de la Măgurele în punctul de focalizare”, spun responsabilii proiectului ELI-NP.

Ambele echipamente mari de la ELI-NP, sistemul laser şi cel de producere a fasciculului gama, depăşesc cu mult cele mai performante astfel de echipamente existente în momentul de faţă. „Astfel, cele mai puternice lasere date în funcţiune în lume până în prezent, respectiv la Rutherford Appleton Laboratory – Marea Britanie, University of Texas şi Lawrence Livermore National Laboratory – SUA şi mai sunt încă două-trei în lume abia au atins pragul de 1PW. ELI-NP va aduce, aşadar, o creştere de putere de 10 ori”, spune Mihnea Costoiu.

Potrivit specialiştilor, puterea laserelor care vor funcţiona la Măgurele va fi atât de mare încât ar putea duce, teoretic, la „mutarea materiei”.

„Mai există un laser de acelaşi gen în SUA, dar nu de asemenea putere. Şi nu are în niciun caz asemenea aplicaţii, adică asocierea între laser şi fasciculul gama. Practic, dacă o să forţez nota, numai din dorinţa de a fi plastic, specialiştii spun că, în momentul în care acţionezi cu o forţă atât de mare pe o unitate foarte mică de suprafaţă, există posibilitatea de a mişca inclusiv masa, adică de a crea teoretic astăzi, în fantezie, ceea ce vorbim noi de Star Trek, acele engage, acea teleportare. Teoretic, astăzi, prin forţe de asemenea putere, specialiştii spun că s-ar putea crea inclusiv mutarea masei, a materiei, odată cu mutarea forţelor”, spune Costoiu.

Aplicaţii multiple, inclusiv în medicină

Domeniile în care ar putea avea un impact cercetarea desfăşurată la Măgurele, prin acest proiect, sunt numeroase, printre acestea regăsindu-se fizica şi ingineria laserelor de mare putere, a acceleratorilor de electroni şi producerea de fotoni monocromatici prin retro-împrăştiere Compton, cercetarea fundamentală (nucleul atomic, astrofizică, electrodinamică cuantică), securitatea şi prevenirea terorismului (cercetări asupra detecţiei materialelor speciale de interes strategic, imagistica cu radiaţii ionizante), ecologia şi protecţia mediului (cercetări asupra unor noi metode de diagnoză şi procesare a deşeurilor radioactive), ştiinţa şi ingineria materialelor (efectele câmpurilor intense de radiaţii asupra materialelor), medicina nucleară şi ştiinţele vieţii (utilizarea fasciculelor de particule accelerate cu ajutorul laserelor în hadronoterapie, noi tehnici de imagistică medicală), radiofarmaceuticele (metode de producere a unor noi tipuri de radioizotopi) şi industria de înaltă tehnologie (beneficiază de noi tehnologii şi este stimulată producţia de înaltă tehnologie).

Printre aplicaţiile practice pe care le mai pot avea experimentele se numără noi tehnici de a produce fascicule de particule accelerate bazate pe laserele de putere, cu potenţiale aplicaţii în medicină, noi metode de a produce radioizotopi de interes medical, identificarea şi caracterizarea la distanţă a materialelor nucleare, pentru inspectarea neintruzivă a containerelor cu mărfuri, noi tehnici tomografice bazate pe utilizarea fasciculelor gamma de înaltă energie şi managementul deşeurilor radioactive.

„O să dau un exemplu: cancerul. Astăzi, când faci un tratament pentru cancer, nu realizezi cât din substanţa (citostatice – n.r.) pe care o introduci în corp ajunge la organul bolnav, cât se duce în restul zonei şi cât este dozat şi, cel mai important, dacă organismul pacientului este dispus să accepte, pentru că foarte multe persoane sunt iradiate. (…) Una dintre aplicaţiile ce vor fi dezvoltate aici este să poţi să separi anumiţi izotopi, pe care să-i dirijezi, să-i adaugi în substanţă şi să-i dirijezi în organism şi să vezi unde se duce substanţa, pentru că s-ar putea ca substanţa să nu fie acceptată deloc de organism şi omul respectiv să fie iradiat absolut degeaba. Sau poate trebuie să schimbi tipul de substanţă unde acţionezi, aceasta este una dintre aplicaţii”, a explicat ministrul Costoiu.

În opinia sa, proiectul de la Măgurele ar putea avea aplicaţii care, în prezent, nu sunt cunoscute. „Sunt foarte multe aplicaţii astăzi, nici nu le putem bănui şi, repet, sunt foarte multe aplicaţii pe care le ştim deja şi pe care laserul le va dezvolta şi le vom detalia pentru opinia publică şi sunt foarte multe lucruri pe care nimeni în lume nu le ştie astăzi”, a mai spus el.

Impact major pentru cercetare la nivelul UE şi al României

Impactul proiectului ELI-NP este unul major, plasând Europa pe primul loc în lume în cercetările cu fascicule de fotoni cu proprietăţi extreme şi deschizând astfel calea unor noi domenii de cercetare.

„Pentru prima dată în istoria ştiinţei, cercetătorii vor avea la dispoziţie intensităţi ale luminii laser care produc radiaţii ionizante intense şi valori ale câmpurilor electrice care pot afecta structura nucleului atomic. Astfel, fenomene naturale pentru care cercetătorii au dezvoltat doar modele teoretice devin accesibile experimentelor. De asemenea lărgimile de bandă foarte înguste şi intensităţile fasciculelor de fotoni cu energii de până la 20MeV vor permite aplicaţii şi studii fundamentale ale proprietăţilor stărilor nucleare greu de imaginat în prezent”, explică ministrul.

Potrivit lui Costoiu, în perspectivă, Europa şi implicit România, prin realizarea infrastructurii ELI-NP, vor deveni poli de atracţie pentru cercetătorii din întreaga lume, oarecum similar cu ceea ce este CERN (Geneva) şi ILL (Grenoble) pentru fizica particulelor elementare, respectiv fizica neutronilor. Astfel, numeroase colaborări ştiinţifice cu dimensiune transdisciplinară vor fi amplificate şi diversificate la nivelul continentului.

„ELI-NP va fi primul centru major de cercetare avansată în regiunea de sud-est a Europei, plasând România pe harta mondială a cercetării de elită. Proiectul va contribui la diminuarea decalajelor tehnologice dintre ţările membre ale Uniunii Europene. Pentru România, proiectul ELI-NP reprezintă continuarea unei tradiţii îndelungate atât în fizica laserelor cât şi în fizica nucleară, ţara noastră fiind la începutul anilor ’60 cea de-a patra ţară din lume care a realizat un laser”, a adăugat Costoiu.

În afară de contribuţiile directe aduse de aplicarea în economie a invenţiilor şi inovaţiilor făcute posibile de ELI-NP, efectul pozitiv al infrastructurii de cercetare la nivel local se va manifesta, spun responsabilii proiectului, şi prin intermediul unui surplus de cerere pe piaţa de IT şi tehnologii înalte, piese industriale, optică, birotică, alimentaţie, capacităţi de cazare.

Întrebat câţi cercetători români vor fi implicaţi în proiect, Mihnea Costoiu a spus că acest număr este greu de estimat, însă se anticipează că va fi vorba despre o treime din total.

„Deoarece toate posturile de cercetători sunt deschise concursului internaţional, este dificil de estimat în ce proporţie vor fi angajaţi cercetători români. Experienţa Institutului «Horia Hulubei» şi cea a unor alte mari centre de cercetare ne îndreptăţesc să credem că între o treime şi jumătate dintre angajaţii pe posturi de cercetare vor fi români. Implicarea comunităţii ştiinţifice româneşti în proiectul ELI-NP a fost substanţială, mulţi cercetători renumiţi pe plan internaţional participând la definirea cazului ştiinţific ELI-NP. Directorul ştiinţific ELI-NP, Prof. Sydney Gales, este o personalitate marcantă în domeniul fizicii nucleare. De asemenea, în proiect sunt implicate personalităţi ştiinţifice de prestigiu, cum ar fi Gerard Mourou, Dieter Habs, Toshiki Tajima, Norbert Pietralla, Peter Thirolf şi alţii”, a mai spus el.

Peste 250 de noi locuri de muncă, odată cu ELI-NP

Întrebat câte noi locuri de muncă vor fi create datorită proiectului de la Măgurele, Mihnea Costoiu a spus că numărul acestora va fi de peste 250, până în 2018.

„Angajările se vor face treptat, procesul de primire a aplicaţiilor şi de selecţie pentru posturile de cercetători, ingineri şi tehnicieni fiind continuu. Disponibilitatea locurilor de muncă este anunţată la nivel internaţional, prin intermediul publicaţiilor ştiinţifice şi canalelor media dedicate”, a precizat ministrul.

Pentru zona Bucureşti – Măgurele, este de aşteptat o dezvoltare a companiilor care vor produce echipamente de înaltă tehnologie necesare intreţinerii şi operării infrastructurii şi a celor care vor utiliza noua infrastructură de cercetare.

„În legătură cu proiectul ELI-NP există mai multe iniţiative la nivel local şi regional pentru crearea unui pol de excelenţă la Măgurele la care să participe companii româneşti şi străine, institute de cercetare şi de învăţământ. Acest cluster va permite eficientizarea transferului tehnologic şi în consecinţă propagarea mai rapidă a efectelor benefice în societate şi economie. Mai multe domenii de activitate, între care construcţiile, producţia de echipamente de înaltă tehnologie, serviciile, dezvoltarea infrastructurii vor beneficia de asemenea, indirect, de realizarea acestei mari investiţii europene la Măgurele”, consideră Mihnea Costoiu.

Pe de altă parte, ministrul delegat pentru Învăţământ Superior şi Cercetare Ştiinţifică este de părere că, tot datorită proiectului ELI-NP, domeniile ştiinţelor exacte şi ingineria vor deveni mult mai atractive în rândul tinerilor, oferind locuri de muncă de înaltă calificare în domenii pentru care aceştia, în prezent, aleg să părăsească ţara.

Trei paliere la vârful proiectului, dar niciun şef suprem

În privinţa managementului proiectului, Mihnea Costoiu spune că nu va exista o noţiune de „şef cel mai mare”, ci va fi o structură cu trei paliere, respectiv un consiliu strategic, unul de coordonare şi un board.

Costoiu a mai spus, săptămâna trecută, că la următoarea şedinţă de guvern va propune Consiliul strategic, care ar urma să se ocupe şi de un alt proiect – „Măgurele, oraş ştiinţific”, el apreciind că la conducerea acestui consiliu trebuie să se afle premierul, „pentru a fi angrenate toate instituţiile statului care să concure la realizarea acestui proiect, pentru că sunt foarte multe infrastructuri necesare, drumuri, autoritatea locală etc.”.

Consiliul de coordonare îl are ca preşedinte chiar pe Mihnea Costoiu, iar manager de proiect este dr. Nicolae Zamfir, directorul Institutului Naţional de Fizică şi Inginerie Nucleară «Horia Hulubei».

În plus, va exista un consiliu ştiinţific, în care, potrivit lui Costoiu, „sunt marile personalităţi ale lumii ştiinţifice”. „Academicianul Sydney Galès (din Franţa – n.r.) conduce, în calitate de director tehnic, acest consiliu, şi mai sunt cercetători din Marea Britanie, Germania, Israel, SUA, evident din România şi din foarte multe alte ţări, ca Italia şi alte ţări europene, oameni de prim rang în domeniu”, a precizat ministrul.

Consiliul ştiinţific are, în prezent, 17 membri, însă numărul acestora va creşte, probabil, până spre 25, deoarece proiectul are multe aplicaţii.

În privinţa plăţii celor implicaţi în proiect, aceasta se face exclusiv din banii alocaţi acestuia, care nu au ca destinaţie doar construcţia proiectului, ci şi plata activităţilor de cercetare şi a specialiştilor care vor lucra.

Prin realizarea infrastructurii ELI-NP, România atrage fonduri europene în valoare de 243 milioane Euro. Rata de confinanţare din partea României pentru Fondul European pentru Dezvoltare Regională este de 17%, participarea ţării la finanţarea proiectului fiind de 50 de milioane de euro.

Conform graficului de implementare a proiectului, dezvoltarea şi instalarea sistemelor laser şi fascicul gama este programată până în 2017, după care ar urma să înceapă operarea acestora.

Potrivit specialiştilor, trei au fost argumentele principale pentru implementarea acestui proiect major pe Platforma Măgurele.

Primul este tradiţia tehnico-ştiinţifică îndelungată la Măgurele, respectiv peste 60 de ani de fizică, al doilea se referă la existenţa celei mai mari concentraţii de instituţii de cercetare din ţară – Institutul de Fizică şi Inginerie Nucleară (IFIN-HH), Institutul de Fizica Laserelor, Plasmei şi Radiaţiei (INFLPR), Institutul de Fizica Materialelor (INFM), Institutul de Optoelectronică (INOE), Institutut de Fizica Pământului (INFP) şi Facultatea de Fizică a Universităţii Bucureşti, iar cel de-al treilea este acela că România a fost a patra ţară din lume care, la începutul anilor ’60, a realizat un laser, chiar la Institutul de Fizică Atomică de la Măgurele.

Sursa: Mediafax