Русия спаси проекта за най-големия в света лазер

За същността на уникалния проект пред кореспондента на "РГ" разказва заместник директорът на НИЦ "Курчатовски институт", специален представител на института в европейските изледователски организации Михаил Ричев

Днес истинска звезда станаха знаменитият Голям адронен колайдер и бозонът на Хигис. За тях постоянно се говори. Но сега на сцената излиза нов научен монстър - лазерът на свободни електрони. Те може ли да бъдат сравнявани?

Михаил Ричев: Те имат много общи черти, но има и принципни различия. Колайдерът е по-голямо съоружение и е по-скъпо, струва почти в 10 милиарда долара. Това е изключително фундаментална машина. Нейната задача е да разкрие тайните на природата, свързани със зараждането и развитието на Вселената. А лазерът XFEL, от една страна - това е най-предният край на науката, но едновременно той е силно "насочен" към конкретно приложение в "народното стопанство", преди всичко в медицината, фармакологията, химията, нанотехнологиите, енергетиката, електрониката, създаването на нови материали. При това, не в много далечно бъдеще, а вече утре. Показателно е, че няколко водещи световни фирми не просто се интересуват от този лазер, а и активно участват в неговото създаване.

Колкото до стойността на проекта, то първоначално тя се оценяваше на 1,082 милиарда евро, сега нарасна с 150 милиона. Лазерът ще бъде разположен под земята на дълбочина от 6 до 38 метра, дължината на тунелите е около 5,8 километра.

 

С какво можа да привлече фирми толкова голяма научна установка? Все пак това е свързано, преди всичко, с много сериозна фундаментална наука.

Михаил Ричев: Често правят такава аналогия. Представете си футболен мач. Ние знаем съставите на отборите преди играта и знаем крайния резултат, но да видим головете нямаме възможност. По същия начин и учените днес нямат възможност да видят, как протичат химическите реакции, макар и да знаят всички техни реагенти. Те виждат само резултатите. Защо? Ние нямаме  инструмент за наблюдаване на взаимодействията между атомите и молекулите. То протича за невероятно кратки промеждутъци от време - фемтосекунди. За тези квадрилионни части от секундата светлината пробягва всичко на всичко 30 микрона.

Именно лазерът XFEL ще може да създава такива фантастични кратки импулси и кадър след кадър да демонстрира, как "са вкарвани головете", как в химическата реакция работят атомите и молекулите. Това много интересува голям брой учени. Нали с това те ще получат нови знания, за да се създават принципно нови технологии на XXI век, материали с досега недостижими свойства. Освен това, лазерът ще може на атомарно ниво да изучава природата на вирусите, да вижда, как те атакуват клетките. Тази информация особено интересува фармаколозите. Знаейки "атомната кухня", те ще получат възможност много по-ефективно да създават нови лекарства.

Лазерът е способен да реши и още една много привлекателна за учените и специалистите от най- различни направления задача: в един рентгенов импулс да наблюдават тримерната структура на белтъците. Това обещава революция в биологията, медицината, генетиката. Не случайно сега с разшифроването на белтъците се занимават много лаборатории по света. Но именно XFEL с неговите възможности обещава тук пробив. За това с такова нетърпение го очакват много учени.

Освен това, този лазер е способен да надникне и в тайните на Вселената. Ще помогне на учените да изучат веществото в същите екстремални състояния, каквито господстват в недрата на звездите. Това ще позволи по-добре да разберем, как е устроен нашят свят.

 

Но лазерите на свободни електрони, най-общо казано, не са новост. Такива има, в частност, в САЩ и в Япония. Те не успяха ли да решат задачите, за които говорите вие?

Михаил Ричев: Във всеки случай, до сега за подобни резултати не е съобщавано. Важно е да се подчертае, че максималната енергия на всички съществуващи лазери не надхвърля 14 GeV, а в случая с XFEL тя е много по-голяма - 17 GeV. За това неговата яркост ще бъде милиард пъти по-висока, а най-главното е, че честотата на повторение на импулсите също досега бе недостижима. Именно тези параметри и откриват пред този лазер толкова широки възможности. Те се достигат благодарение на сверхпроводящия ускорител при температура минус 271 С. През него токът тече практически без загуби.

Значението на този уникален лазер по особен начин освети неотдавнашната кризисна ситуация. Работата е в това, че по различни причини цената на проекта тръгна нагоре и възникна въпросът за снижаването на енергията до 14 GeV. Т.е. предлагаше се да се повтори вече направеното. И макар и с голямо нежелание, но на такъв вариант се съгласиха практически всички страни - участнички в проекта, освен Германия и Русия. Нашите правителства, независимо от тежкото икономическо положение, намериха начин за увеличаване на финансирането. По същество спасиха проекта за уникалната машина. Немците внесоха допълнително 100 милиона евро, ние - 59,2 милиона.

 

А какви дялове имат страните в този проект?

Михаил Ричев: Германия по първоначалния план пое половината от стойността, Русия - 25 процента, но сега тези дялове нараснаха. Т.е. по същество Русия и Германия са основните участнички в проекта. Останалата част от стойността внасят още 10 страни от Европа.

 

В какво състояние е сега строителството на лазера?

Михаил Ричев: Практически са завършени подземните дейности, построени са тунелите, трябва да започне монтажът на оборудването. Пускът на лазера е набелязан за 2016 година.

 

Теоретичните принципи на лазера на свободни електрони са разработени от новосибирските физици Евгений Салдин, Анатолий Кондратенко и Ярослав Дербеньов. Това е источник на  свърхярко рентгеново излъчване. Снопове електрони набират скорост в ускорителя почти до светлинната скорост. След това тях ги насочват към система от магнити, където електроните се движат по синусоида и изпускат много кратки и мощни кохерентни рентгенови изригвания. Именно те се превръщат в работен инструмент за различни научни изследвания.

"Российская газета". Всички права запазени.