První laser exawattové třídy na světě v ČR

Česká republika se jako jeden z významných partnerů projektu nejvýkonnějšího laseru světa ELI (The Extreme Light Infrastructure) snaží uspět ve výběrovém řízení na vybudování infrastruktury ELI a stát se tak hostitelskou zemí mezinárodního centra pro nejpokročilejší laserový výzkum svého druhu. Rozhodnutí o hostitelské zemi by mělo padnout v létě 2009 a šance České republiky se zdají být skutečně vysoké. Dne 18. února 2009 proběhla v Praze ve vile Lanna zahajovací schůzka Konsorcia ELI-CZ, které se zúčastnili členské organizace (ČVUT v Praze, Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích, Technická univerzita v Liberci, Univerzita Karlova v Praze, Univerzita Palackého v Olomouci, Univerzita Pardubice, Západočeská univerzita v Plzni, VŠCHT v Praze, Ústav fyzikální chemie J. Heyrovského, v.v.i., Ústav fyziky materiálů AV ČR, v.v.i., Ústav fyziky plazmatu AV ČR, v.v.i., Ústav přístrojové techniky AV ČR, v.v.i., a koordinátor Fyzikální ústav AV ČR, v.v.i.), zástupci Akademie věd ČR, zástupci Ministerstva školství mládeže a tělovýchovy ČR i médií. ELI je projekt víceúčelového laseru exawattové třídy (1 EW = 1018 W), tedy o výkonu zhruba stokrát větším, než je výkon největších současných laserů. (V dnešní době je ve světě provozováno několik petawattových laserů o výkonu řádově desítek PW.) Tento laser bude jádrem aplikačního centra pro vývoj nových materiálů, hadronové terapie, kompaktních ultraintenzivních zdrojů záření a částic a pro základní výzkum v kvantové a relativistické fyzice. Po vybudování má mít ELI mezinárodní status tzv. Evropské výzkumné infrastruktury (European Research Infrastructure). Po uvedení do provozu bude v souladu s konsorciální smlouvou přibližně 80 % provozních nákladů financováno zahraničními partnery projektu. Kromě České republiky jsou kandidátskými zeměmi pro umístění ELI Francie, Maďarsko, Rumunsko a Velká Británie. Podle slov, která zazněla na zahajovací schůzce konsorcia, má Česká republika šance na úspěch velmi vysoké. Francii sice napomáhá skutečnost, že se na jejím území již nachází řada jiných evropských výzkumných infrastruktur, její kandidatura však nemá v zemi vládní podporu, ale jedná se v podstatě o aktivitu jediného výzkumného ústavu. Velká Británie má primárně zájem o první, přípravnou část projektu – je dokonce ochotna svoji kandidaturu stáhnout ve prospěch právě České republiky, což je bezesporu obrovský úspěch prestiže české vědy v Británii a české diplomacie. Maďarsku a Rumunsku se příliš šancí nedává především proto, poněvadž s projekty podobného typu ještě nemají žádnou vlastní zkušenost a vyspělost a infrastruktura těchto zemí z hlediska realizace takto náročného projektu za námi značně zaostává. Pokud bychom skutečně v nadcházejícím výběrovém řízení uspěli, přineslo by to nebývalé možnosti nejen pro prestiž české vědy, ale i pro český high-tech průmysl, zvláště obory optoelektroniky a laserů. Nezanedbatelný by byl i regionální přínos z hlediska desítek nových pracovních míst, vybudování nových komunikací apod. V současnosti jsou předjednány dva pozemky, kde by bylo možné stavbu zrealizovat – oba na jižním okraji Prahy (Dolní Břežany a Hodkovice). Zásadní podmínkou pro výběr pozemku ze strany EU byla blízkost mezinárodního letiště a existence kvalitní sítě rychlostních komunikací. Proč by mělo být ELI právě u nás? Ačkoliv se přípravné fáze projektu účastní 16 zemí, Česká republika má zřejmě šance na hostitelství skutečně nejvyšší. Důvodů je hned několik. ČR provozuje již 8,5 let velký výkonový laserový systém PALS (Prague Asterix Laser System) a je významným členem mezinárodního společenství Laser Lab Europe. To není náhoda. Máme dlouholetou tradici ve vývoji technologických laserů, která je především svázána s Fakultou jaderného a fyzikálního inženýrství ČVUT v Praze. V naší zemi funguje dobrá spolupráce Akademie věd s vysokými školami a můžeme se pochlubit množstvím vysoce profesionálních firem, které již prokázaly, co dovedou, při budování badatelského centra PALS. Historie ELI ve zkratce V létě 2007 Evropská unie schválila financování přípravné fáze projektu, která v současné době probíhá na evropské úrovni a její ukončení je plánováno na říjen 2010. V březnu 2008 vyjadřuje Akademie věd ČR podporu projektu. V srpnu 2008 Ministerstvo školství mládeže a tělovýchovy zařazuje záměr výstavby ELI v ČR do pásma I a 20. září 2008 odesílá oficiální přihlášku kandidatury ČR na umístění ELI. Měsíc na to byla podepsána smlouva s tehdejším hejtmanem Středočeského kraje a v listopadu 2008 i vláda ČR oficiálně vyjadřuje podporu tomuto projektu (usnesení 1514/08). Plány do budoucna V 2. pololetí 2009 padne rozhodnutí Evropské komise EU o hostitelské zemi. Kompletace stavebních plánů by poté měla být dokončena přibližně v polovině roku 2010. Samotná stavba budovy by měla vypuknout ve 2. polovině roku 2011 a na přelomu let 2012 a 2013 se může začít s instalací laserů. Náklady na stavbu jsou odhadovány na 260 mil. eur – ty však nezahrnují náklady na vývoj laserů. V rámci mezinárodního projektu, bez ohledu na konečné umístění, je koordinací návrhu laserů pověřen Fyzikální ústav AV ČR, což samo o sobě vypovídá o mnohém. Samotný provoz centra by pak měl být z 80 % financován z prostředků členských zemí a z 20 % ze státního rozpočtu hostitelské země. Výzkumný program Souběžně s projektem výstavby ELI běží v jednotlivých členských zemích národní programy výzkumu na ELI, které nijak nesouvisí s jeho konečným umístěním. Pokud se podaří, aby kvalita českého programu přesáhla předpokládané možnosti 10milionového státu, bude to jistě další podpůrný prvek pro naše vítězství ve výběrovém řízení. Navrhovaná podoba infrastruktury ELI zahrnuje kromě vlastního laserového systému čtyři hlavní experimentální platformy: a) generace attosekundových (10-18 s) XUV pulzů, aplikace v kvantové a molekulární fyzice, chemii, fyzice pevné fáze a fyzice povrchů, vývoj nanotechnologií; b) ultraintenzivní koherentní a nekoherentní rentgenové svazky a jejich interakce s hmotou, vývojových zobrazovacích technik včetně holografie proteinů, aplikace v materiálovém výzkumu; c) monochromatické svazky urychlených elektronů/pozitronů, protonů a iontů, výzkum nových postupů v medicíně, biologii, radiografii, kompaktní laserové technologie přípravy izotopů, aplikace v jaderné fyzice; d) ultraintenzivní elektromagnetická pole pro fundamentální výzkum v oboru kvantové elektrodynamiky, fundamentální relativistické fyziky a částicové fyziky. Protože ELI bude provozováno minimálně 20 let, je již nyní úkolem číslo jedna začít vychovávat mladou vědeckou generaci, která má mít v ELI svoji budoucnost. Toho si je dobře vědomo všech 8 členských vysokých škol konsorcia a na každé z nich se v současnosti začíná pracovat na vybudování studentského programu, v rámci kterého by měli mít studenti či mladí vědci mj. možnost stáží na světových zařízeních podobného typu, aby na ELI nastoupili již se zkušenostmi a praxí. Projekt laserového centra naplňuje všechny hlavní cíle prioritní osy „Evropská centra excelence“. Vzniklá infrastruktura bude integrovaná do evropského výzkumného prostoru (ERA) a poskytne platformu pro špičkový základní výzkum a pro spolupráci s aplikační sférou na poli nejvyspělejších technologií. Umístěním ELI v ČR se rovněž výrazně zvýší její prestiž v oboru vědy a výzkumu. Andrea Cejnarová