„România liberă“ descrie în premieră laboratoarele în care se vor face experienţe unicat la nivel mondial. La Institutul de Fizică Atomică de la Măgurele se vor dezvolta energii cât 20% din puterea Soarelui şi se va studia, printre altele, deplasarea materiei cu viteza luminii.
La prima oră a zilei, în curtea Institutului Naţional de Fizică şi Inginerie Nucleară „Horia Hulubei” de la Măgurele, un orășel de lângă București, este linişte, doar păsările se aud. Treptat, vin angajaţii. Majoritatea sunt cercetători în fizică atomică, iar o parte din ei vor lucra, peste circa doi ani, cu cea mai mare putere creată de om: două lasere care vor genera 10 petawați, adică 10% din puterea Soarelui, fiecare!
În liniştea dimineţii nimic nu-ţi indică, la intrarea în institut, că aici se construieşte cel mai mare proiect european din domeniul cercetării fundamentale în fizică. Aici, la Măgurele, s-a dezvoltat proiectul Extreme Light Infrastructure – Nuclear Physics (ELI-NP), început în 2013 şi care va fi operaţional în anul 2019. Deja sunt 100 de cercetători angrenaţi în proiect, români şi străini veniţi din 18 ţări, şi urmează să li se alăture alţi peste 100 de specialişti.
Nucleul experimentului
ELI-NP, pilonul românesc al Extreme Light Infrastructure, este cel mai mare proiect de investiţii în cercetare ştiințifică din istoria României şi unul dintre cele mai mari din lume în momentul actual. „Istoria ELI-NP a început din 2006, când a fost trecut pe lista proiectelor finanțabile prin Programul strategic european ESPRIT, lista de 36 de megapro-iecte în ştiinţă, iar unul dintre ele a fost acest ELI”, ne-a explicat directorul de program și directorul Institutului Naţional de Fizică şi Inginerie Nucleară „Horia Hulubei”, acad. Nicolae Zamfir.
În 2009, Comisia Europeană a finanţat faza preparatorie, adică s-a stabilit modul cum se va realiza Extreme Light Infrastructure – Nuclear Physics (ELI-NP) şi unde. Comunitatea ştiinţifică a stabilit trei locaţii: Praga, Budapesta şi… Măgurele.
Profesorul Zamfir ne mai explică: „Nucleul ELI este format din două elemente, echipamentele mari, respectiv două lasere de mare putere, construi-te de Thales Group din Franţa, cu Thales România, şi un «tun» de lumină invizibilă – adică un sistem fascicul gama, construit de un consorţiu european Euro Gammas, condus de Institutul Naţional de Fizică Nucleară din Italia şi în care sunt implicate institute de cercetare şi firme higth tech din opt ţări europene, precum Danemarca, Franţa, Slovenia sau Marea Britanie.
O altă componentă importantă este clădirea în care se va studia interacţiunea laserului şi a fasciculului gama cu materia. În a treia componentă sunt incluse aranjamentele experimentale, adică un centru de cercetări unde vor fi analizate datele. Toată această parte se numeşte aranjamente experimentale. Pentru o imagine de ansamblu, din cele 310 milioane de euro destinate proiectului, cam 35 de milioane reprezintă aranjamente experimentale. Este una dintre cele mai importante componente cea experimentală. Iar elementul care va reuni aceste componente este resursa umană, din ce se formează grupul de cercetători care vor lucra la ELI”.
Ce se aşteaptă de la acest experiment?
„Este foarte bine cunoscută relaţia lui Einsten: E=mc². Când ai energie, poţi avea masă iar când ai masă poţi avea energie. Se ştie foarte bine şi este pusă în evidenţă de zeci de ani: o particulă cu o antiparticulă, când se întâlnesc şi fuzionează, emit energie. Dispare materia şi rămâne energia sub formă de câmp. Invers nu s-a demonstrat încă. Deci, dacă ai numai energie, poate să apară masă?! Asta se intenţionează, ca din concentrare foarte mare de energie să apară materia. Sigur că sunt fenomene care probabil în Uni-vers sunt comune, dar în laborator nu s-au produs încă. Noi asta vom încerca”, ne-a explicat prof. dr. Nicolae Victor Zamfir. Cu alte cuvinte, aşa cum aţi văzut în filmul „Star Trek”, apeşi pe buton şi se materializează obiectul dorit, fie hrană, fie altceva…
În ceea ce priveşte deplasarea materiei cu viteze foarte mari, că tot vorbim de „Star Trek”, teoria spune că într-o incintă ELI se va acţiona asupra unei cantităţi de materie cu o forţă electromagnetică uriaşă, generată de interacţiunea celor două lasere şi a tunului cu fascicule gama. Din punct de vedere tehnic, energia uriaşă realizată în incintă va accelera aproape de viteza luminii electronii ato-milor acelei bucăţi de materie, care, la rândul lor, vor atrage, tot cu viteza luminii, nucleele de pe care au fost desprinşi. Aşa se preconizează, teoretic, că se va experimenta la Măgurele deplasarea materiei cu viteza luminii. Este suficient să se realizeze acest lucru pe o distanță de câțiva centimetri pentru ca visul omenirii de cucerire a spațiului să prindă contur plauzibil…
Clădirea, radioprotejată pentru a nu distruge Bucureştiul
Pentru a se ajunge la asemenea performanţe, parametrii clădirii sunt unicat în lume. În primul rând, pentru că se produc reacţii nucleare, există pericolul emiterii de radioactivitate. Şi atunci, toată clădirea experimentală este supusă regulilor de radio-protecţie. Toţi pereţii au cel puţin un metru şi jumătate de beton, inclusiv uşile. La uşi, problema este şi mai complexă, pentru că, pe lângă radioprotecţie, camerele experimentale trebuie să fie supuse și la protecţia emisiilor de câmp electromagnetic. Când se trage cu fasciculele laser se formează un câmp electromagnetic extrem de puternic, care poate să ardă toate circuitele electrice până în Bucureşti…
În consecinţă, toată clădirea trebuie să fie bine izolată sub forma unei Cuşti Faraday – în limbajul fizicii. Altfel spus, există o structură metalică în fiecare cameră experimentală, care să nu permită câmpurilor electromagnetice să iasă afară, inclusiv în zona uşilor.
Apoi, pentru că se produc reacţii nucleare, trebuie să fie sigur că aerul care se emite în atmosferă nu este radioactiv. De aceea, în interior se realizează o presiune atmosferică sub cea exterioară, astfel ca, atunci când deschizi uşa, aerul să intre de afară şi să nu iasă, ci să treacă prin filtre.
De asemenea, temperatura nu poate varia cu mai mult de o jumătate de grad, indiferent de ce este afară, iar umiditatea nu trebuie să depăşească 10% variaţie. În plus, există un sistem de antivibraţie. Sistemul laser este amplasat pe o suprafaţă de 2.000 metri pătraţi. În momentul în care raza pleacă dintr-un colţ şi ajunge în celălalt colţ, nu trebuie să existe diferenţă de vibraţie între cele două colţuri mai mult de o zecime de micron. Pentru acurateţe: o foaie de hârtie are 10 microni…
Întreaga platformă are 150.000 de tone şi stă pe un sistem de 1.000 de arcuri şi amortizoare, astfel încât totul vibrează deodată. Constructorii se află în acest moment în faza în care se testează sistemul de control, respectiv intercorelarea tuturor parametrilor.
„Ca şi complexitate a construc-ţiei clădirii, cred că este analogă clădirilor de la CERN, este -extrem de complexă. Ce se creează acum la ELI va fi unic în lume, interacţia fasciculelor electromagnetice, lumină şi gama de mare intensitate cu materia. Sigur că sunt experimentele propuse, de studiu al fenomenelor fundamentale… Avem ţinte gazoase, ţinte soli-de, diferite materiale. Asta este ideea, cum interacţionează aceste fascicule cu materia, ca în termeni militari: un fascicul bombardează o ţintă şi vedem efectul acestui bombardament asupra ţintei. Acesta este scopul, să folosim tehnicile nucleare în a studia această interacţiune. Toţi cercetătorii şi toţi cei care colaborează cu noi, avem aproape 50 de centre de cercetare din întreaga lume care participă acum la elaborarea experimentelor, toţi sunt nerăbdători”, a explicat pentru „România liberă“ acad. Nicolae Zamfir.
Planuri
„Se vor face -studii -asupra materiei -întunecate“
Ce așteptări au cercetătorii de la Măgurele? ”Se intenţionează să se descopere noi particule, aşa cum particula Higgs a fost descoperită şi a fost pusă în evidenţă de CERN, și se vor face studii şi asupra materiei întunecate. Aici sunt propuneri pentru alte particule care sunt în fizica teoretică de zeci de ani, dar nu au fost puse în evidenţă. Părerea mea este că realitatea va depăşi cu mult aşteptările, pentru că, sigur, oamenii de ştiinţă îşi imaginează ce se va întâmpla… Până acum s-a demonstrat că întotdeauna ceva nou a produs mult mai mult decât se aştepta”, a arătat Nicolae Zamfir, directorul Institutului Naţional de Fizică şi Inginerie Nucleară „Horia Hulubei” de la Măgurele.
Internațional
Corespondent în Ungaria și Cehia
Proiectul este în corespondență cu alte două centre, în Ungaria și Cehia, pornite în același timp. „Comunitatea ştiinţifică europeană a dat mandat celor trei ţări să construiască şi, în acelaşi timp, a cerut să se unească într-o singură umbrelă: ERIC – European Research Infrastructure Consortium. ERIC este un nou tip de instituţie de cercetare, are legi speciale, există legi aprobate de către Parlamentul European, depăşeşte graniţele unei ţări şi, încă odată, cu legi speciale. Va fi o singură instituţie care va coordona cele trei centre, practic un institut cu trei locaţii. Acesta va trebui să aibă un singur sediu şi Guvernul României şi preşedintele au aprobat să ne ducem cu propunerea ca sediul să fie în România. În ce priveşte stadiul cu cehii şi ungurii, undeva suntem cam la acelaşi nivel, toţi suntem în pragul de a prelua clădirile. Ungurii spun că în decembrie vor prelua clădirea, noi sperăm ca acum, cehii sunt încă în teste. Ideea de a se construi trei centre a fost pentru că nu se cunoştea atunci care ar fi soluţia tehnologică de a crea acest laser de mare putere, plus că partea ştiinţifică este enorm de vastă. Atunci au zis să facă centre, fiecare cu direcţia sa ştiinţifică”, ne-a mai detaliat acad. Nicolae Victor Zamfir.
