Европейский международный проект Extrime Light Infrastructure (ELI) является объектом пристального наблюдения всего Европейского Сообщества. Несмотря на ряд временных трудностей, проект успешно перешел на второй этап своей реализации и в 2017-м году должен перейти на третий этап, который подразумевает функционирование инфраструктуры в полном объеме. В рамках проекта уже через несколько лет планируется создание сверхмощных лазеров, более чем в 6 раз превосходящих по мощности все существующие на сегодняшний день. Основной целью проекта является решение фундаментальных и прикладных задач в области лазерной физики высоких энергий и, в частности, изучение поведения вещества в экстремальных световых полях. Практическое применение подобных лазеров поистине безгранично: от нейтрализации ядерных отходов до воздействия на раковые клетки.
 Калашников Михаил Петрович.
Руководитель департамента B3, Max-Born Institute (Berlin) |
Михаил Петрович Калашников, руководитель департамента B3, Max-Born Institute, а также научный менеджер Венгерской части ELI проекта (ELI-ALPS – Attosecond Light Pulse Source), выступил с докладом «ELI-ALPS – Advanced laser technologies for the Extreme Light Infrastructure» и подробно рассказал коллегам из ФИАН о перспективах развития проекта.
Проект ELI в своем роде уникален, так как представляет из себя научную инфраструктуру, созданную коллаборацией из 13 европейских стран. Объекты инфраструктуры расположены в 3 странах Восточной Европы: Румынии, Чехии и Венгрии.
«Это очень амбициозный проект, передовой край лазерной техники. Участие в данном проекте важно само по себе для каждой из европейских стран и одновременно является как поддерживающим здоровую конкуренцию, так и объединяющим научное сообщество. Сама идея создания инфраструктуры уникальна» – рассказывает Михаил Петрович.
На сегодняшний день ELI находится на этапе строительства. Важно отметить, что научные институты Румынии, Чехии и Венгрии на данном этапе работают над реализацией проекта независимо друг от друга, но под управлением единой координационной системы. У каждого научного института есть свои задачи, практическое решение которых каждая страна выбирает на базе имеющихся возможностей и индивидуальных особенностей структурного развития. Так, например, в Венгрии специально для данного проекта было образовано новое некоммерческое общество, а в Чехии и Румынии проект интегрировали в структуру существующих институтов.
Каждое подразделение инфраструктуры предполагает решение определенных научных задач. Аттосекундный центр, в котором будут проводиться исследования с применением новейших лазерных технологий, создается в Венгрии. Задача центра – получение сверхкоротких аттосекундных световых импульсов (1 аттосекунда – одна миллиардная миллиардной доли секунды) с целью исследования физических, химических и биологических процессов на молекулярном уровне. Результаты исследований будут направлены на разработку инноваций в области материаловедения и биологии.
В Чехии ведутся работы по созданию нового Лазерного центра. Именно здесь планируется получение рекордного значения мощности лазера. Исследования будут нацелены на создание компактного лазерного ускорителя заряженных частиц и источников вторичного электромагнитного излучения высокой яркости (источники рентгеновского и гамма-излучения). Кроме прикладного значения, данные исследования будут охватывать и совершенно экзотические области физики. Новые технологии позволят, например, изучить поведение вещества в экстремальном состоянии под действием сверхинтенсивного лазерного излучения. Такие условия никогда прежде не достигались в лаборатории. Полученные данные помогут ученым подтвердить или опровергнуть предсказания фундаментальной физической теории.
Центр ядерной физики строится в Румынии. Научно-исследовательская работа центра будет сконцентрирована на исследованиях в области фундаментальной ядерной физики и астрофизики. В частности, особое внимание будет уделено физике фотоядерных процессов, а также различным приложениям, включая контроль ядерных материалов.
Венцом всего проекта ELI должен стать центр развития сверхвысокой интенсивности с энергией до 200 ПВт (200 петаватт, один петаватт равен квадриллиону ватт), а другими словами — лазер, мощность которого даже сейчас еще за гранью фантастики. Одна из задач создания такого мощного лазера — расщепить материю вакуума и посмотреть из чего он состоит. Масштабность эксперимента стоит на одном уровне с Большим Адронным коллайдером. В какой именно стране будет расположен центр пока еще остается под вопросом.
Практическую научную пользу инфраструктуры ELI можно будет оценить уже через 5 лет, когда проект осуществит переход на этап функционирования. Множество ученых из разных стран получат возможность проводить свои исследования в трех новых центрах ELI под управлением уникальной координационной системы. Помимо этого, сама концепция подобной научной инфраструктуры может в будущем получить широкое развитие в качестве универсальной структуры для реализации международных научных проектов.
В России ИПФ РАН также разрабатывается интересный проект в области лазерной физики высоких энергий – «Международный центр исследования экстремальных световых полей» или XCELS (eXawatt Center for Extreme Light Studies), который базируется в Нижнем Новгороде. В основе проекта лежит идея создания суперлазера той же мощности (200 ПВт), что и в рамках европейского ELI. Принципиальная схема нижегородского суперлазера опирается на разработки отечественных ученых. Проект находится пока на стадии поиска финансирования, однако уже сейчас ведутся активные переговоры с международными коллегами о возможных способах сотрудничества в будущем.
Е. Барчугова, АНИ «ФИАН-Информ»
