Nyelv

 

Mi az ELI-ALPS?

 

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 ELI-ALPS létesítmény a tudományos kutatói és ipari alkalmazások területeiről érkező felhasználók számára  biztosítja a lézerforrásokat és az általuk keltett másodlagos fény- és részecskeimpulzusok egyedülálló kombinációját. A kiemelkedő paraméterekkel rendelkező források számos alkalmazási területen kínálnak vonzó lehetőségeket a felhasználóknak:

  • 10 Hz-100 kHz ismétlési frekvenciájú, néhány fényciklusnyi időtartamú impulzusok
    a terahertz/infravörös tartománytól a petahertz/ultraibolya tartományig;

  • Attoszekundumos extrém-ultraibolya, lágy röntgen- és kemény röntgenimpulzusok 100 kHz-es
    és 10 Hz-es ismétlési frekvenciával és akár mJ impulzusenergiákkal;

  • Néhány 10 keV-os fotonenergiájú, femtoszekundumosnál rövidebb impulzusidejű kemény röntgen impulzusok;

  • Ultra-relativisztikus intenzitású, ultranagy időbeli kontrasztú, változtatható időbeli alakú impulzusok akár néhány Hz-es ismétlési frekvenciával;

  • A fent említett fényforrások precíz szinkronizálása.   

 

 

Az infrastruktúra főbb jellemzői 

Az épületek nemcsak a lézerberendezéseknek, a másodlagos sugárforrásoknak és cél- és kísérleti területeknek, a lézeres előkészítő és egyéb speciális laboratóriumoknak valamint az elektromos, mechanikai és optikai műhelyek adnak helyet, hanem elegendő területet biztosítanak a mintegy 250 kutató és adminisztrációs tevékenységet folytató személy számára kialakítandó irodák, a szemináriumi- és tárgyalótermek, könyvtár és szociális helységek számára is. A csúcstechnológiát képviselő kutatási berendezések épületrészeinek tervezésekor hasonlóan speciális műszaki feltételeknek kellett megfelelni, elsősorban a rezgésvédelem, a termikus stabilitás, a relatív páratartalom, a tisztaterek és a sugárvédelem tekintetében. A magyarországi projekt előkészítését és megvalósítását az ELI-HU Nonprofit Kft. végzi.

 

 

 

Az ELI-ALPS főbb kutatási és alkalmazási területei

 

Vegyérték-elektron vizsgálatok 

Az ELI-ALPS által biztosított extrém-ultraibolya és röntgen források segítségével a kémiai reakciók végbemeneteléért felelős vegyértékelektronok tanulmányozása révén új kutatási lehetőségek nyílnak meg az atomokon és molekulákon belüli folyamatok nagy időfelbontású vizsgálata területén. A fényforrások egyedülálló jellemzői közül számos kihasználható ezekben az új vizsgálatokban, mint például a fényimpulzusok elektromos terének attoszekundumos időskálán való szabályozhatósága, az infravöröstől a röntgensugárzásig terjedő széles spektrális tartományban való elérhetősége, valamint az adott impulzusidők melletti lehető legnagyobb ismétlési frekvencia.

 

Atomtörzsi-elektron vizsgálatok

A nagy fotonenergiájú, nagy fényerejű extrém-ultraibolya és röntgen források alkalmazásával az atomtörzs elektronjainak nagy időfelbontású vizsgálata is megvalósíthatóvá válik. Jelenleg a belső elektronhéjak részletesebb vizsgálata csak nagy fotonenergiájú sugárzást kibocsátó szinkrotron forrásoknál kivitelezhető, de itt is csak limitált időbeli feloldással és koherens jelleg nélkül. Az ELI-ALPS fényforrásainak egyedülálló kombinációjával lehetőség nyílik a törzselektronok dinamikájának attoszekundumos léptékű követésére.  

 

4D képalkotás 

Az atomok, molekulák, kristályok és nanostruktúrák egyaránt atommagokból és elektronokból épülnek fel. Ezen részecskék térbeli (3D) elrendeződése határozza meg az anyag szerkezetét és alapvető tulajdonságait.  Ha a rendszert gerjesztik, akkor a válaszreakció jellege és lefolyása időben (1D) és térben (3D) leképezhető lesz.

Az ELI-ALPS által biztosított másodlagos fényforrások a 4D leképezés fejlesztését szolgálják és lehetővé teszik az elektronok mozgásának attoszekundumos időbeli és atomi léptékű térbeli megjelenítését..

 

Relativisztikus kölcsönhatások

A nagyintenzitású lézerimpulzusok (TW, PW) anyaggal való kölcsönhatása jellemzően atomi léptékű (femtoszekundumos, attoszekundumos) időskálán megy végbe. Ezen folyamatok vizsgálatához nagyintenzitású lézerimpulzusokra és ezekhez szinkronizált attoszekundumos próbaimpulzusokra van szükség. Pontosan ezt a kombinációt valósítja meg a szegedi ELI-ALPS létesítmény, amely lehetővé teszi például a lézeres részecskegyorsítás vagy a nemlineáris kvantum-elektrodinamika tanulmányozását is.

 

Biológiai, orvosi és ipari alkalmazások 

Az ELI-ALPS nagy fényességű, nagy ismétlési frekvenciájú, extrém rövid lézeralapú röntgen impulzusok létrehozására lesz képes. A létesítmény jellegéből adódóan új kutatási területek nyílnak meg, és új megközelítési formák válnak megvalósíthatóvá. A lehetséges alkalmazási területek között szerepel többek között az orvosbiológia, a kémia, az éghajlattan, az energetika, anyagtudományi fejlesztések, a félvezetők, az optoelektronika és még számos terület.