Laser, frate! Cum vor cercetătorii români de la Măgurele să ardă cărţile de fizică

Cel mai puternic laser din lume se va construi la Măgurele. Pentru a afla mai multe despre cel mai mare proiect ştiinţific iniţiat în România, am stat de vorbă cu  dr. Nicolae Victor Zamfir, directorul general al IFIN-HH (Institutul Naţional de Fizică şi Inginerie Nucleară „Horia Hulubei”).

 

La ce să ne aşteptăm de la ELI? Am putea să avem o surpriză ca noile descoperiri să invalideze nişte legi mai vechi ale fizicii?
Istoria ştiinţei, mai ales în ultima sută de ani, arată că cercetătorii întotdeauna au gândit în avans. În final, ce s-a descoperit n-a mai semănat deloc cu ce s-a prezis pentru că asta e mintea omenească. Nu poţi să prezici foarte departe de ce există. Sigur că acum toată lumea e concentrată pe CERN şi bosonul Higgs. Eu sunt sigur că, în final, descoperirile de acolo vor fi peste aşteptările cercetătorilor. Sunt legi despre care putem să spunem că se vor studia dacă se mai aplică sau nu. Noi folosim 220 de volţi. Sunt linii de tensiune de 50.000 de volţi. Există şi instalaţii, precum cea pe care o avem şi noi, care produc nouă milioane de volţi. Acesta va produce un câmp electric de un petavolt. Acum te poţi gândi: apare ceva nou? Eu sunt sigur că da.

De ce a fost ales acest institut pentru proiect?
În primul rând, de ce a fost aleasă această regiune a Europei, pentru că ELI se desfăşoară şi în Cehia, şi Ungaria. E o zonă foarte mare care are potenţial ridicat în ştiinţă. În timpul comunismului, partea de ştiinţă s-a dezvoltat aici. După ’90 a fost acea fugă a creierelor. Au plecat generaţii întregi, sunt mii de oameni. Nu e un lucru rău, pentru că astfel contribuim şi noi la tezaurul mondial al cunoaşterii, pentru că toţi fac figură foarte bună, dar îţi mai trebuie şi acasă. Deci s-a ales această zonă a Europei pentru a stopa fuga creierelor şi ca să existe o distribuţie rezonabilă a infrastructurilor de cercetare, care acum sunt concentrate în Germania, Franţa şi Italia. De ce la Măgurele? Pentru că există o expertiză în domeniul laserelor, România fiind a patra ţară din lume care a făcut un laser, şi în fizica nucleară. La acest capitol, România se află printre primele cinci ţări din Europa în expertiză. Deci avem expertiză în ambele domenii, recunoscută, cu rezultate, deci nu pornim de la zero. Nu se face ELI-NP în mijlocul nimicului. Este o bază solidă.

 

Sistem aşteptat de toată lumea
Aţi vorbit mai devreme de LHC şi CERN. ELI-NP ar putea fi comparat ca importanţă cu LHC-ul?
Păstrând şi scala, pentru că acolo numai investiţia pentru LHC a fost de şase miliarde de euro şi utilizatorii se numără cu miile, şi ţinând cont că este cu totul alt domeniu al fizicii, ELI-NP va fi pe harta lumii ca unul dintre cele mai importante infrastructuri de cercetare din lume. Este aşteptată de toţi fizicienii. SUA, Japonia şi toate ţările europene, lumea aşteaptă ca ELI să funcţioneze.

 

 

Ce se va studia în Cehia şi Ungaria?
Ideea iniţială de acum vreo 10 ani a fost ca acest ELI să construiască lasere de sute de petawaţi. În momentul acela existau  lasere de terawaţi, deci de 1.000 de ori mai puţin. Deci trebuia făcut un pas de 1.000 de ori mai mare. Au realizat de curând că pasul e prea mare din punct de vedere tehnologic şi nici nu se ştia care era soluţia. Comunitatea de fizicieni din Europa a hotărât să mergem în doi paşi. Mai întâi facem laseri de zeci de petawaţi, învăţăm, vedem unde sunt problemele şi mergem mai departe. Şi s-au decis să se facă aşa-zişii „pillar” (n.r. – piloni), deci trei locuri, în care să se mergă pe direcţii diferite, iar la final să se tragă o concluzie. Partea din Ungaria este dedicată pulsurilor extrem de scurte, iar cei din Cehia sunt axaţi pe fascicule secundare. În România se va studia ce se întâmplă după lovirea unui obiect cu laserul. Fizica nucleară serveşte ca instrument de a determina ce se întâmplă acolo, dar şi pentru cercetările ştiinţifice ulterioare. Pentru că avem cea mai mare expertiză în fizica nucleară din această zonă, s-a ales România.

 

S-ar putea vinde patente în urma rezultatelor obţinute?
Da. Avem în program lucruri din acestea, de transfer de tehnologii, de patente.

 

La jumătatea anului începe implementarea
Ar putea aduce acestea un profit?
Profitul pentru un institut de cercetare înseamnă să obţii bani pe care să îi reinvesteşti în cercetare. Aşa prefigurăm, să avem suficiente venituri pentru a putea să dezvoltăm în continuare.

 

Aţi atras deja parteneri interesaţi să cumpere astfel de patente?
Există interesul a cel puţin 50 de firme din întreaga lume. Dar până nu începem să implementăm proiectul, nu poţi intra în discuţii serioase.

 

Cât mai are proiectul până va fi aprobat?
Suntem la ultimul pas, l-am trimis la evaluare. Sperăm ca, în cel mai scurt timp, să primim aprobarea, pentru ca la jumătatea anului să începem implementarea.

 

Când ar urma să fie gata construcţia infrastructurii?
Finanţarea se va face în doi paşi, primul prin programul operaţional 2007-2013 şi cel de-al doilea prin programul 2014-2020. Astfel, noi sperăm ca totul să fie gata în 2016.

 

Se încearcă repatrierea creierelor
Aţi avut probleme când aţi cerut aceste fonduri? 
Sunt problemele inerente unei aplicaţii de atâţia bani. Sunt 300 de milioane de euro fără TVA. Opinia publică a primit bine proiectul şi ne-a sprijinit.

 

Creierele care au plecat vor fi aduse aici?
Sperăm ca o parte să revină. Sigur, pleacă şi pentru venituri, dar unul din vest nu câştigă decât de patru ori mai mult decât unul din România Un factor este că, dacă îţi alegi ştiinţa ca meserie, vrei să te duci să lucrezi unde ai cele mai noi tehnologii.

 

Aveţi foşti colegi care după ce au aflat că se va construi ELI-NP v-au contactat pentru a se întoarce?
Da. Cred că sunt de ordinul zecilor cei care se interesează de evoluţia lucrurilor.

 

20 milioane de euro pe an – costuri de operare
Mai aveţi, la ora actuală, şi alte proiecte, dar nu aţi avut fonduri necesare să le implementaţi?
Am avut un proiect, dar de când cu ELI am renunţat, să avem un accelerator pentru hadronoterapie. Costă 100 de milioane de euro. Sigur, proiectul nu este încă mort, păstrăm contacte cu Ministerul Sănătăţii, să vedem dacă putem să obţinem banii. Costă mult şi nu ştim dacă societatea românească îşi permite.

 

Ce costuri lunare de operare ar avea ELI-NP?
Se întrevăd undeva la 20 de milioane de euro pe an. Cam asta este regula la infrastructurile mari de cercetare, cam 10% din costul total. Aceste costuri vor fi acoperite din colaborări internaţionale, din participarea celorlalte ţări care vor intra în ELI, pentru că ideea este să se facă un consorţiu european de cercetare, la care să participe şi ţările mari. Plus contribuţia naţională de la bugetul de stat.

 

NIF – fratele american al ELI
National Ignition Facitity (NIF), inaugurată în martie 2009, este în momentul acesta cea mai mare instalaţie laser din lume. Foarte diferit de sistemul ELI, NIF foloseşte 192 fascicule laser, concentrate într-un singur punct, exercitând asupra acestui spaţiu aproape două milioane de jouli de energie. Întregul proces are loc într-o fracţiune de secundă. Ţinta laserelor, mare de doar câţiva milimetri, atinge astfel temperaturi extreme, de sute de milioane de grade, şi asupra ei se exercită o presiune de un miliard de ori mai mare decât cea întâlnită în atmosfera Pământului.
NIF este folosit pentru realizarea mai multor experimente. Cel mai important dintre acestea este considerat însă cel prin care se încearcă realizarea fuziunii nucleare. Dacă aceasta ar fi posibilă, ar putea constitui o sursă ieftină şi foarte „curată” de a produce cantităţi mari de energie electrică.
ELI va fi mult mai puternic decât NIF, însă, chiar şi aşa, laboratorul din Statele Unite va rămâne, probabil pentru mult timp, deţinătorul recordului în materie de acurateţe. Întregul sistem are o extraordinară precizie şi reuşeşte să concentreze, fără să suprapună, 192 de fascicule oscilante la fiecare 30 picosecunde, pe o ţintă de câţiva milimetri.

 

În ce constă proiectul ELI şi la ce va servi acesta?
ELI este o infrastructură de cercetare europeană, Extreme Light Infrastructure (n.r. – Infrastructură a Luminii Extreme), şi constă în fascicule de intensitate extremă, de mii de ori mai mare decât ce există acum în lume, atât în lumină vizibilă, produsă de lasere extrem de puternice, şi în lumina invizibilă, radiaţii gamma. Acestea sunt instrumentele cu care se va lucra. Studiile vor fi axate atât pe cercetare fundamentală, deoarece este curiozitatea oamenilor de ştiinţă de a se lămuri ce se întâmplă, cât şi pe aplicabilitate. Cercetări fundamentale sunt pentru a valida legi existente, a descoperi noi fenomene care nu se întâlnesc în natură şi a le determina caracteristicile pentru a determina legile care le guvernează. Există nişte teorii că se poate produce materie în vid. Teoria există, dar rămâne de văzut dacă e valabilă. Alte cercetări sunt cu aplicabilitate, începând de la ideea de a folosi laserele pentru a accelera particule şi a obţine acceleratori de particule mult mai ieftini decât cei existenţi în prezent. De exemplu, la CERN, acceleratorul are 28 de km lungime. A costat câteva miliarde de euro. Sigur, fizicienii se gândesc şi la viitorul accelerator, peste 20 de ani. Dacă e mai mare, cu actualele tehnologii, va costă mai mult. Însă se speră ca să se înlocuiască aceşti magneţi supraconductori de 28 de km cu nişte lasere care pot încăpea într-o hală. Iar preţul laserelor se speră că va ajunge din ce în ce mai mic, pentru că aşa s-a întâmplat în istoria de 50 de ani. Pointerele pe care le cumpărăm cu câţiva lei, acum 40 de ani costau enorm. Se speră ca aceste lasere de mare putere, dacă pot folosi la acceleratoare de particule, să le ieftinească. Deci s-ar putea înlocui LHC-ul de la CERN. Un alt exemplu de succes sunt acceleratoarele folosite în hadronoterapie. Există o metodă foarte modernă de tratare a cancerului cu particule accelerate, protoni sau ioni grei. Acestea omoară doar celulele unde fixezi energia. Tratamentul gamma, de exemplu, îţi omoară tot până la locul cu pricina. Ţările mari, bogate, au trecut deja de la faza de cercetări la cea de implementare şi au construit astfel de acceleratoare. Germania are un astfel de aparat, Franţa – la fel, iar Italia şi SUA îşi construiesc. Doar ţările mari au, pentru că ele costă cam 100 de milioane de euro. Ideea e ca, în loc să se folosească acceleratoare clasice, să se utilizele lasere şi, în momentul acela, dacă laserul ajunge la un preţ mic, orice spital poate avea unul. O altă direcţie este producerea de radioizotopi ce se folosesc în tratamente sau diagnosticare. La ELI-NP, fizicienii s-au gândit că pot pune la punct metode de producere a altor radioizotopi care, la ora actuală, ori sunt foarte scumpi, ori nu se produc deloc. De exemplu, molibden-99 este o substanţă radioactivă ce serveşte la diagnosticarea bolilor cardiovasculare. Cererea pe piaţa mondială este de cinci ori mai mare decât capabilitatea de producere. Şi se produce extrem de ineficient, la fisiunea uraniului. Metoda pe care şi-au imaginat-o fizicienii e că se ia molibden natural şi, cu fasciculele intense, se transformă în molibden-99. Ar fi extrem de ieftin şi de eficient. V-am dat câteva exemple, dar sunt sute de aplicaţii.

Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...
TAGS: , , , , , ,

Niciun comentariu adaugat

|  Tu poti fi prima persoana care comenteaza acest articol

Lasa un comentariu


GetSocial