Oficiální časopis Akademie věd ČR

 


Z monitoringu tisku

 

Akademický bulletin 2010–2015

Plakat_obalky_web.jpg



Stopy AB v jiných titulech

Stopa AB v dalších médiích a knižních titulech

Abicko  > archiv  > 1999  > březen  > obsah

Špičkový přístroj (laser ASTERIX IV) za 1 DM! a Badatelské Centrum PALS (Prague Asterix Laser System)

Tak už to holt v u nás chodí. Někdo sbírá fámy a případně je i "vylepšuje" a rozšiřuje, jiný zase usiluje o získání co nejpřesnějších informací, a před jejich případným zveřejněním se ještě snaží důkladně si ověřit jejich důvěryhodnost. Nejen od badatelů, ale od lidí dbalých na své renomé vůbec, bych čekal spíše to druhé. Od letitého člena Vědecké rady naší Akademie bych pak navíc očekával, že se o otázky již před několika lety podrobně prodiskutované a zodpovězené nezačne zajímat teprve s takovým zpožděním a způsobem - eufemisticky řečeno - tak neobvyklým. Spíše bych čekal, že o těchto otázkách bude sám v mezích možností zasvěceně informovat širší akademickou veřejnost.

Na druhé straně díky za každou nabídnutou příležitost podat zprávu o postupu prací na projektu PALS, tím spíše, že právě nyní už nastává vhodná doba k úvahám o přípravě zcela konkrétních experimentů v této budoucí víceúčelové moderní laboratoři uživatelského typu, která nabídne nové možnosti i týmům oborově od fyziky vzdálenějším. O co konkrétně jde, se nyní pokusím čtenářům Akademického bulletinu alespoň naznačit. Vážnějším zájemcům rádi průběžně poskytujeme podrobnější informace a v budoucnosti tyto služby ještě podstatně rozšíříme.

Souhlasím s doktorem Hořejším, že podstatnější jsou jiné stránky projektu PALS než informace o technických detailech stavby haly pro laser, který Akademie získala za symbolickou cenu z Německa (Akademický bulletin č. 14 z 29.12.1998). Nicméně je pozoruhodné a hodně vypovídá o celkové atmosféře spolupráce a zaujetí všech zúčastněných na realizaci tohoto projektu, když i člověk vzděláním a profesí stavař je natolik hrdý na svou spoluúčast, že zcela spontánně - a aniž by to předem s kýmkoliv konsultoval - napíše článek o jedinečnosti projektu i o kvalitě odvedené práce z hlediska stavařského.

Z prehistorie projektu stojí alespoň za zmínku, že jsme získali laser ASTERIX IV za 1 DM na základě přísného posouzení kompetitivního projektu na mezinárodní úrovni, tedy způsobem, na který si budeme muset my u nás doma většinou teprve zvykat. Zcela konkrétně, po řadě předběžných jednání přijala Akademická rada již 12. listopadu 1996 zásadní rozhodnutí ucházet se na základě výzvy Ústavu kvantové optiky (MPQ) Maxe Plancka v Garchingu u Mnichova o možnost převzetí jejich moderního (dobudován v r. 1991) a spolehlivého výkonového laseru ASTERIX IV v mezinárodní soutěži. v té době se již o tento laser ucházely Velká Británie, Španělsko a kontinentální Čína, přičemž následně projevila zájem i Itálie.

Se svým rozhodnutím spojila Akademická rada záměr vybudovat - v případě, že v soutěži uspějeme - tzv. centrum excelence ve společné péči Ústavu fyziky plazmatu a Fyzikálního ústavu AV ČR. Rozhodnutí Akademické rady předcházelo schválení záměru předsednictvem Vědecké rady AV ČR i vědeckými radami nejen zmíněných, ale i příbuzných ústavů. Součástí všech těchto jednání byla všestranná diskuse o vlastním vědeckém programu budoucího centra a stanovení jeho základního zaměření. Jediné "privilegium", které z toho vyplynulo pro zúčastněné pracovníky obou ústavů, spočívá v tom, že se od nich očekává mimořádný výkon, k čemuž se dobrovolně upsali, a to jak při výstavbě a zajišťování provozu laboratoře PALS, která bude sloužit daleko širšímu okruhu uživatelů, tak i při vlastní vědecké práci. Nedávné "uznání Akademické rady za vynaložené mimořádné úsilí i za maximální hospodárnost při organizování a realizaci úkolů spojených s výstavbou Badatelského centra PALS" si rozhodně plně zasloužili.

Listopadové rozhodnutí Akademické rady, potvrzené 27. března 1997 na X. zasedání Akademického sněmu, získalo následně podporu Rady vlády pro výzkum a vývoj na jejím 91. zasedání 9. června 1997 i finanční podporu Poslanecké sněmovny Parlamentu ČR (při projednávání rozpočtu na rok 1998) a MŠMT (granty v rámci projektů INGO a INFRA 2 na léta 1998-1999) a počínaje rokem 1999 i grant GA ČR a mezinárodní grant v rámci projektu BARRANDE. v řízení je žádost o grantovou podporu v rámci programu NATO "Science for Peace" ve spolupráci s MPQ, Laboratoire de Spectroscopie Atomique et Ionique (LSAI), Rutheford Appleton Laboratory (RAL) a Institute of Plasma Physics and Laser Microfusion (IPPLM).

Když se koncem jara 1997 ukázalo, že máme reálnou šanci uspět nejen u Generalverwaltung der Max-Planck-Gesellschaft a na Bundesministerium für Bildung, Wissenschaft, Forschung und Technologie (BMBF), ale i v Bruselu (DG XII) a u EUROATOMu, byla připravena a 30. 6. 1997 za účasti vládních představitelů obou zemí podepsána Převodní smlouva, která explicitně formuluje požadavek nezbytné (tj. nejvyšší) kvality i tempa prací, včetně vybudování speciální laserové haly. Zopakujme stručně, že se ve skutečnosti jedná o dvě samostatné mechanicky zcela oddělené stavby. Uvnitř je dvoupodlažní rošt ze silně armovaného betonu (vlastní laserová hala zhruba 32×16×4 m3 a terčíková hala 12×13×4 m3) izolovaný proti všem zdrojům vnějších i vnitřních otřesů. k zajištění požadované dlouhodobé teplotní stability (±0,5°C) a extrémní čistoty, odpovídající požadavkům na bezprašnost při výrobě elektronických čipů, je tento rošt obestavěn nezávislou dvouplášťovou betonovou halou (zhruba 50×25×13 m3), vybavenou mimořádně kvalitní a výkonnou vzduchotechnikou.

Kromě nezbytnosti dodržet špičkovou kvalitu prací v šibeničních termínech, a to i v porovnání s vyspělou Evropou, byl ovšem neméně důležitý i samozřejmý požadavek maximální hospodárnosti. Proto byl vypracován harmonogram prací na realizaci záměru na období až do konce roku 2000, a to bez jakýchkoli rezerv. Kromě dokumentace, demontáže laseru a technologického příslušenství, evidence, balení a uskladnění komponent, bylo třeba zajistit projekt a výstavbu nové haly. Souběžně probíhaly ve spolupráci se špičkovými francouzskými pracovišti LSAI a Laboratoire d'Utilisation Laser Intense (LULI) v Orsay práce na projektu dvojité víceúčelové interakční komory tak, aby tato komora byla dokončena souběžně s ukončením transportu, reinstalace a oživením vlastního laseru. Upřesňuje se vědecký program a možnosti technických aplikací a vytváří se i organizační a technické zázemí pro budoucí uživatele. Podstatná je při tom všem již existující všestranná a dobře fungující mezinárodní spolupráce.

Navíc se už dnes kolem projektu vytvořila skupina mladých aktivních fyziků, kteří většinou získali zkušenosti při dlouhodobých pracovních pobytech na obdobných zařízeních v zahraničí a nyní se vrátili do Fyzikálního ústavu a vzali projekt PALS za svůj. I proto lze reálně očekávat, že se bude okruh mladých pracovníků dále rozšiřovat, čemuž napomůže i naše nabídka na zintenzívnění spolupráce s vysokými školami, diskutovaná přímo na místě při návštěvě zástupců těchto škol na PALSu 22.12.1998.

A teď k otázce, co to všechno stojí. Od počátku bylo zřejmé, že i v případě bezplatného získání zmíněného laseru v hodnotě zhruba 400 mil. Kč (20 mil. DM - tj. přes 80% celkové investiční hodnoty projektu) bude realizace záměru všestranně mimořádně náročná. Proto bylo třeba získat co největší externí podporu včetně finanční. Podařilo se dosáhnout toho, že projekt klade na rozpočet Akademie jako celku i na prostředky rozdělované v rámci oblasti věd o neživé přírodě jen takové nároky, jaké jsou v Akademii běžné, a v žádném případě tedy neohrozil realizaci jiných badatelských záměrů.

Nemusí být všeobecně známo, ale dr. Hořejší jistě ví, že finanční prostředky na stavební investice nejsou v naší Akademii rozdělovány předem mezi jednotlivé vědní oblasti, ale že jsou v návrhu rozpočtu schvalovaném Akademickým sněmem rozepsány jmenovitě na jednotlivé investiční akce. z těchto vlastních investičních prostředků přispěla naše Akademie na projekt a výstavbu haly PALS v roce 1997 celkem částkou 5,466 mil.Kč (z toho 0,466 mil.Kč dal Ústav fyziky plazmatu), v roce 1998 2,281 mil.Kč (z toho 0,293 mil.Kč ÚFP). Celkem tedy bylo z tohoto zdroje zatím zaplaceno 7,747 mil.Kč, přičemž v letošním roce po ukončení a finálním vyúčtování nepřevýší doplatek Akademie na stavbu vč. vybavení 10 mil.Kč.

Na rozdíl od stavebních investic jsou institucionální i účelové neinvestiční finanční prostředky (tzv. "na vědu") skutečně při návrhu rozpisu rozpočtu v rámci Akademie nejdříve rozděleny na jednotlivé vědní oblasti. Ani v tomto případě však nemusí mít nikdo obavy, že by v souvislosti s projektem PALS byla oblast věd o neživé přírodě nějak preferována. Spíše naopak, v letech 1998 a 1999, tj. právě v době výstavby PALSu bylo se souhlasem této oblasti věd převedeno do druhé vědní oblasti na blíže nespecifikovanou podporu biologického výzkumu nejdříve 0,5% a následně 0,6% celkové rozdělované částky, čímž došlo například v r. 1999 k zvýšení rozdílu finančních prostředků "na vědu" mezi druhou a první vědní oblastí ve srovnání se stavem před dvěma lety o 32,8 mil.Kč. Ostatně je všeobecně známo, že právě pro biology mají fyzikové tradičně slabost.

Instalace laseru ASTERIX IV byla dokončena teprve v roce 1991, tedy o celých 9 let později než např. laseru VULCAN (RAL) srovnatelných parametrů, který po modernizaci v roce 1992 patří stále k absolutní evropské špičce. To ukazuje, že morální životnost těchto laserových systém je 20-30 let, takže ASTERIX IV je ještě před zenitem svých možností, a to i v tom případě, že by nebyl dále modernizován. k rozhodnutí o jeho budoucím předání novému uživateli došlo na přelomu let 1995/96 z čistě interních personálních a s tím spojených koncepčních důvodů. Intenzívní vědecká činnost na tomto zařízení vrcholila s blížícím se koncem jeho provozování v MPQ na jaře r. 1997. v rámci smlouvy o předání si proto naši němečtí kolegové zajistili možnost pokračovat v experimentech vlastního zaměření i na znovu instalovaném laseru v Praze. Navíc se krátce nato ukázalo, že původní personální a koncepční důvody, které vedly v roce 1996 k definitivnímu rozhodnutí o předání laseru, přestaly být aktuální. Naopak nedávný vývoj v oblasti metod zkracování impulsu otevřel pro PALS nové dříve netušené možnosti.

Pro nás to konkrétně znamená, že budeme mít k dispozici špičkové experimentální zařízení i ke generování femtosekundových impulsů s rekordní hustotou výkonu, kterou potvrdily společné teoretické a numerické studie dokončené v listopadu 1998 ve spolupráci našeho Fyzikálního ústavu a RAL ve Velké Británii. Generování takových ultrakrátkých pulsů zcela novou metodou, pro niž je právě náš laser mimořádně vhodný, otevírá možnost realizace badatelských projektů i v úplně nových oborech, např. relativistické fyziky plazmatu, či jaderné fyziky. Terawattový jódový fotodisociační impulsní laser, který je hlavním experimentálním zařízením badatelského centra PALS, je ovšem vzhledem ke svým parametrům (energie 1,2 kJ, výkon 3 TW při nominální délce impulsu 0,4 ns) neméně vhodný i pro širokou škálu experimentů s horkým a hustým laserovým plazmatem. Soustředěním svazku do ohniska je možno na vhodném terčíku dosáhnout hustoty, teploty a tlaku plazmatu jinými laboratorními způsoby nedosažitelných. Toto laserové plazma je současně extrémně intenzívním zdrojem rentgenového záření a nabitých částic.

Jedním z klíčových momentů při rozhodování kompetentních německých a evropských orgánů předat ASTERIX IV právě naší Akademii byla skutečnost, že ve Fyzikálním ústavu již druhé desetiletí úspěšně pracuje skupina fyziků na celé škále vědeckých projektů s laserem PERUN, téhož typu jako ASTERIX IV, byť s podstatně menším výkonem. Naším prvním cílem bude nyní dosáhnout i na PALSu stejně dobré kvality laserového svazku a reprodukovatelnosti výstupních světelným impulsů, kterými se laser ASTERIX IV vyznačoval v MPQ během svého provozu od r. 1991 do dubna 1997. Počítá se zároveň i s některými jeho bezprostředními vylepšeními, např. s možností vytváření posloupností impulsů, které rozšíří jak experimentální flexibilitu celého zařízení, tak možnosti jeho využití. To se týká především generování a dalšího využití extrémně intenzívního koherentního rentgenového záření. PALS tak bude vhodným základním zařízením pro řadu uživatelských experimentálních programů v badatelských oborech i aplikacích, a to zdaleka ne jen fyzikálních. Těm také nabízí PALS jako laboratoř uživatelského typu po svém dokončení celou řadu jedinečných příležitostí. Tak bude možno např. studovat nelineární optické procesy v oblasti XUV, průběh chemických reakcí, buněčné a nitrobuněčné struktury in vivo, rázové zpevňování povrchů, vlastnosti plazmatu o hustotě pevné fáze při simulaci hvězdných atmosfér a j. Navíc výstavba tohoto badatelského centra v naší Akademii prošlapává cestu pro další kvalitní projekty z nejrůznějších vědních oborů, zahrnující i finanční podporu při jejich realizaci. Ale o tom všem zase někdy příště.

Ing. Karel Jungwirth, DrSc.