Kad elektroni voze slalom...

Kada se spomene riječ «laser» na pamet će nam spontano pasti možda laserski čipovi CD-playera ili laserski uređaji za naglašavanja nekog sadržaja koji se koriste naprimjer tijekom predavanja na fakultetima. Laser koji će se uskoro napraviti u njemačkom gradu Hamburgu nema gotovo nikakve veze s tim uređajima: radi se o ogromnom postrojenju koje će biti dugo preko tri kilometra i koje će koštati gotovo milijardu eura. Taj bi laser do 2013. godine trebao početi stvarati ekstremno jake rentgendske zrake. Europski rentgeski laser, tako će se zvati taj stroj, jedan je od najskupljih istraživačkih uređaja na Starom kontinentu. Prije nekoliko dana u Hamburgu je donesena službena odluka kojom se može početi realizirati taj megaprojekt.

«Kamen temeljen je postavljen»

«Kamen temeljac je postavljen. Ono što ovdje nastaje spada u sami svjetski vrh!», izjavila je njemačka ministrica znanosti Anette Schavan na svečanosti u Hamburgu. Koristila je velike riječi koje i priliče jednom tako velikom stroju. Ogromni laser će biti dug točno 3 kilometra i 400 metara. Početak gradnje je najavljen za iduću godinu a laser će prvi put «zasvijetliti» 2013. Koje su posebnosti velike «makine»: «To je postrojenje koje se sastoji od jednog uređaja koji će linearno ubrzavati zrake i koji će na koncu proizvoditi lasersko zračenje koje svijet do sada nije vidio: zrake s puno kraćim valnim duljinama nego do sada», kaže Rolf Treusch, fizičar u Istraživačkom centru DESY u Hamburgu koji je pružio znatan doprinos u razvoju novog lasera i dodaje: «To će biti vrlo intenzivna, vrlo kratka sijevanja prema naprijed, baš onako kako to i očekujemo od jednog lasera.»

Pogled u unutrašnjost zvijezda

Kako mu i ime kaže rentgenski laser neće proizvoditi normalno, vidljivo svjetlo već rentgenske zrake. S tim zračenjem se, slično kao i liječničkim ordinacijama, mogu temeljito istražiti unutrašnjosti raznih materijala. Temelj lasera je jedan dugi, podzemni uređaj za ubrzavanje čestica. On igra ulogu svojevrsne piste na kojoj se velikim brzinama utrkuju elektroni. Brzina im je impresivna: gotovo 300 000 kilometara na sat, dodaje Treusch: «Mi odvajamo elektrone od atoma, ubrzavamo ih gotovo do brzine svjetlosti i onda ih šaljemo na put kroz posebno magnetno polje na kojem ih prisiljavamo da voze svojevrsni slalom. Za vrijeme tog slaloma elektroni gube energiju i zrače je u obliku laserskih zraka, poput svjetala na nekom automobilu.» Rentgenske munje koje će laser na taj način proizvoditi izuzetno su jake, dijelom i nekoliko milijardi puta intenzivnije od svjetla današnjih rentgenskih lampi.

Brojna područja (moguće) primjene

No, što istraživači žele postići s tim ekstremno jakim munjama? Oni jednostavno žele «zaviriti» u unutrašnjost materijala, bjelančevina, poluvodiča, geoloških uzoraka, tvrdi voditelj projekta, Massimo Altarelli: «Mi ćemo tako moći bolje razumijeti kako se odvijaju kemijske reakcije, moći ćemo lakše istraživati egzotična materijalna stanja koja vladaju naprimjer u unutrašnjosti zvijezda. Od ovog će lasera profitirati sva moguća znanstvena polja, materijalne znanosti, kemija, fizika, astrofizika, pa čak i molekularna biologija.» Za ilustraciju evo i nekoliko primjera: molekularni biolozi žele naprimjer snimiti slike pojedinih molekula bjelančevine. Rezultati istraživanja bi, nadaju se znanstvenici, jednoga dana mogli pomoći u ciljanom dizajnu lijekova. Kemičari se nadaju da će moći snimati reakcije i u usporenom snimku razaznati kako međusobno reagiraju pojedini atomi. Te spoznaje bi mogle možda pomoći i u razvoju novih katalizatora za ispušne plinove kod automobila.

Veliki europski projekt

Iako će se retgenski laser nalaziti u njemačkom Hamburgu, svi sudionici projekta naglašavaju kako se radi o europskom projektu. Uz Njemačku na njemu sudjeluje još 12 drugih nacija, među njima Francuska, Velika Britanija, Rusija i Kina. Jedini uvjet koji je bivša njemačka vlada postavila je bio taj da strane zemlje preuzmu financiranje polovice svih troškova projekta koji iznose 850 milijuna eura. Novac još nije prikupljen, dodaje ministrica istraživanja Savezne republike, Schavan: «Skupljeno je 25% svote. Mislim da je potreban napredak. 25% je još uvijek kvota za dobro međunarodno partnerstvo. Nama je potreban ovaj svjetionik.. Zato je projekt realističan i može ga se realizirati.»

Europi prijeti «2. istraživačka liga»

Problem oko financiranja projekta je poznat. Konkurencija naime ne spava. Japan i Sjedinjene Američke Države već su počele graditi slične lasere. Europljani su zato sada prisiljeni uključiti se u utrku s vlastitim postrojenjem. U suprotnom, pribojavaju se stručnjaci, Stari će kontinent u međunarodnom natjecanju ispasti iz prve istraživačke lige.