2007. novemberében indult az európai ELI program előkészítő szakasza, 13 uniós ország közel 40 egyetemének (közük a Szegedi és a Pécsi Tudományegyetem) és kutatóintézetének részvételével.
Az ELI az "Extreme Light Infrastructure" angol kifejezés rövidítése. A program célja egy olyan, lézereket tartalmazó kutatási nagyberendezés létrehozása, amely világszínvonalon egyedülálló,
és jelentősen növeli az EU tudományos versenyképességét.
A szegedi ELI-ALPS Lézeres Kutatóintézete
Hazánk számára hatalmas siker, hogy 2009. októberében az ELI Végrehajtó Bizottsága úgy döntött, hogy ez a páneurópai infrastruktúra három vagy négy helyszínen fog megvalósulni, és az elő
három helyszínként Prágát (Cz), Magurelét (Ro) és Szegedet jelölte ki. Ez a három kutatóhely több mint 600 millió eurós beruházásból valósul meg, és 2016 tavaszától kezd működni.
A prágai berendezés részecskék gyorsításra és röntgen impulzusok előállítására, a szegedi (ELI-ALPS) attoszekundumos impulzusok előállítására és felhasználására, a magurelei pedig
fotonukleáris reakciók lézerimpulzusokon alapuló kutatására fókuszál.
A negyedik, néhány évvel később megépítendő berendezés célja ultranagy, 200 PW (petawatt) teljesítményű lézerimpulzusok létrehozása (1 PW = 1015 W), és ezekkel akár vákuumban
előállítható folyamatok vizsgálata. Ennek a fokozatnak a megépülése nagyban támaszkodik a három első helyszínen elért eredményekre, és lehetséges, hogy a helyszíne is megegyezik
majd az első lépésben kiválasztott helyszínek egyikével. A tervezett lézerimpulzusok 200 PW csúcsteljesítménye a Paksi Atomerőmű teljesítményének 200 milliószorosa. A különbség az,
hogy míg a Paksi Atomerőmű folyamatosan üzemel, addig a lézerimpulzusok óriásteljesítménye majd csak néhány percenként egyszer jön létre, és akkor is csak egy másodperc töredékéig, 10 fs
(femtoszekundum) tart (1 fs = 10-15 s). Ezért a lézerrendszer működéséhez nem szükséges nagyobb energiaforrás, mint egy kisebb méretű ipari üzeméhez.
Az ELI segítségével létrejövő kutatási eredmények közvetlen hasznosítási területei a következők lehetnek:
Izotópgyártás
Orvosi gyógykezelések (agydaganatok és más rákbetegségek gyógyítása)
Gyógyszerkutatás, génszerkezet-vizsgálatok
Energetikai kutatások, különös tekintettel a fúziós energiára
Elem átalakítás
Anyagkutatások és nanotechnológia
Nukleáris hulladékok ártalmatlanítása
Mi az ELI-ALPS?
Az ELI-ALPS honlapja szerint "A Szegeden megépülő ELI Attoszekundumos Fényimpulzus Forrás (ELI-ALPS) kutatási nagyberendezés elsődleges küldetése az,
hogy ultrarövid impulzusokat szolgáltató fényforrások széles skáláját – különös tekintettel a koherens extrém-ultraibolya (XUV) és röntgensugárzásra, valamint az attoszekundumos impulzusokra
– tegye hozzáférhetővé a nemzetközi tudományos közösség különböző felhasználói csoportjai számára. A létesítmény küldetésének másik fő eleme a nagy csúcsintenzitású és nagy átlagteljesítményű
lézerek tudományos és technológiai fejlesztésének elősegítése."
Az eddig előállított legrövidebb fényimpulzus 60 as (attoszekundum) időtartamú (1 as = 10-18 s). Ennyi idő alatt a fény, ami a Földet az egyenlítő mentén 1 másodperc alatt hét és félszer
kerülné meg, mindössze 18 nm utat tesz meg. Az ELI-ALPS elsődleges küldetése, hogy a legrövidebb, attoszekundumos impulzusok előállításával lehetővé tegye a leggyorsabb folyamatok vizsgálatát.
Mivel az attoszekundumos impulzusok szükségszerűen nagyon rövid hullámhosszú extrém-ultraibolya (XUV) vagy röntgensugárzások, nagy térbeli feloldást is lehetővé tesznek.
Az ELI-ALPS lézereken alapuló nagyenergiájú elektron- és protonforrásokat is biztosít majd a felhasználók számára.
Hogyan vesz részt az ELI-ben a PTE Fizikai Intézete?
A Pécsi Tudományegyetem Fizikai Intézete az elmúlt másfél évtized sikeres kutató és fejlesztő munkájának eredményeképpen a terahertzes impulzusok világvezető műhelyévé vált. Ennek a korábban távoli
infravörösnek nevezett hullámhossz tartományra eső sugárzásnak az egyre nagyobb energiájú források elérhetősége következtében dinamikusan nőnek az alkalmazási lehetőségei.
AZ ELI-ben megvalósuló terahertzes műszerek kifejlesztésére és elkészítésére a Pécsi Tudományegyetem Fizikai Intézete kapott megbízást. A három évig tartó fejlesztés, amely majd 1 milliárd
forint értéket képvisel, egy nagy impulzusenergiájú forrást, és egy terahertzes frekvencia tartományban működő spektroszkópiai berendezést fog eredményezni, amelyet az ELI-ben végzett kutatásaik
során használhatnak a kutatók. A nagy impulzusenergiájú terahertzes forrás új típusú részecskegyorsítást tesz lehetővé.
A Fizikai Intézet munkatársai az ELI-hez közvetlenül kapcsolódó kutatásokon kívül az oktatás célirányos fejlesztésével járulnak hozzá az ELI-program sikeréhez.
Az ELI-vel kapcsolatos oktatási fejlesztéseink
Magyar és EU-s pályázatok segítségével jelentősen fejlesztjük az oktatási tartalmainkat az optika, lézerfizika, fotonika, plazmafizika témakörökben. Hallgatóinknak lehetősége van célzottan az erre irányuló tantárgyi modulokat választani a BSc szinttől a doktori képzésig, és ilyen módon a legkiválóbbak közülük olyan versenyképes tudásra tehetnek szert, mely elhelyezkedési lehetőséget biztosít számukra a felépülő ELI kutatóhelyeken vagy az azt kiszolgáló háttériparban.
Bővebben...
Az ELI-vel kapcsolatos kutatásaink
Kutatási területek:
Nagy energiájú terahertzes impulzusok keltése és alkalmazása
Terahertzes spektroszkópia
Femtoszekundumos optika
Nemlineáris optika
Attoszekundumos impulzusok keltése az extrém ultraibolya hullámhossz tartományban
Intenzív terahertzes sugárzáson alapuló proton- és elektron gyorsítás
Röntgen lézerek és kapilláris hullámvezetők
Elméleti mag- és részecskefizika
Friss kutatási programok:
Attoszekundumos impulzusok rövidítése különösen nagy energiájú THz-es impulzusokkal
Félvezetők alkalmazása a nagyobb THz-es frekvenciákon elérhető nagyobb spektrális intenzitás érdekében
Lítium-niobát (LiNbO3) használata - nagyobb relatív sávszélesség
Magas-harmonikus-spektrumok (HHG) kiszélesedését kombinált infravörös és terahertzes terek esetén
Optikai parametrikus erősítés (OPA, OPCPA)
Az ELI előerősítő és atto-lézer fokozata az OPCPA technikára épül, és lehet, hogy a végfokozat (az extrém nagy energiájú erősítőrendszer) szintén ezt fogja felhasználni.
1.5- μm-es OPCPA rendszert építünk a PTE Fizikai Intézetében nagy energiájú THz-es impulzusok keltéséhez
Az 1.5- μm OPCPA lítium-niobátban való alkalmazása előnyös lehet az ELI számára, mert dióda-pumpált lézerekkel pumpálható, másodharmonikus-keltés nélkül.
Kapcsolat az impulzusfront-dőlés, a csoportsebesség és a szögdiszperzió között akromatikus fázisillesztés mellett.
Stabil vivő-burkoló-fázissal rendelkező attoszekundumos impulzusok elállítása
Az ELI-ALPS honlapja szerint "A Szegeden megépülő ELI Attoszekundumos Fényimpulzus Forrás (ELI-ALPS) kutatási nagyberendezés elsődleges küldetése az,
hogy ultrarövid impulzusokat szolgáltató fényforrások széles skáláját – különös tekintettel a koherens extrém-ultraibolya (XUV) és röntgensugárzásra, valamint az attoszekundumos impulzusokra
– tegye hozzáférhetővé a nemzetközi tudományos közösség különböző felhasználói csoportjai számára. A létesítmény küldetésének másik fő eleme a nagy csúcsintenzitású és nagy átlagteljesítményű
lézerek tudományos és technológiai fejlesztésének elősegítése."
