Proiectul paneuropean ELI
Ideea creării structurii pan-europene ELI au avut-o, în 2005, un grup de oameni de ştiinţă în domeniul fizicii laserilor, iar în 2006 proiectul ELI a fost trecut pe lista de priorităţi a ESFRI – European Strategy Forum for Research Infrastructures – a proiectelor europene de infrastructuri majore de cercetare.
În 2007, un consorţiu format din 13 ţări europene interesate de proiect (Bulgaria, Franţa Germania, Grecia, Italia, Lituania, Marea Britanie, Polonia, Portugalia, Republica Cehă, România, Spania, Ungaria) a hotărât că principalul obiectiv al Fazei Pregătitoare a ELI – ELI-PP (Preparatory-Phase) – trebuie să fie realizarea unei înţelegeri între parteneri care să permită avansarea proiectului în vederea trecerii la faza de implementare a sa. Faza Pregătitoare ELI-PP a fost lansată oficial în februarie 2008 la Ambasada României la Paris şi a fost sprijinită financiar printr-un grant (2008-2010) de la Uniunea Europeană.
Pe baza memorandumului aprobat în anul 2008 de Guvern şi de Preşedintele ţării, România şi-a prezentat la 21 noiembrie 2008 candidatura pentru construirea acestei infrastructuri la Bucureşti – Măgurele. La 1 octombrie 2009, Comitetului Director al Proiectului a hotărât construirea ELI în trei locaţii, Praga (Cehia), Szeged (Ungaria) şi Bucureşti – Măgurele (România). Această decizie, validată în luna decembrie 2009 de către Consiliul Competitivităţii al Uniunii Europene, permite astfel construirea primelor mari infrastructuri de cercetare în Europa Centrală şi de Est.
Cei trei piloni ELI vor fi însă independenţi ca finanţare aceasta făcându-se din Fondurile Structurale dedicate fiecărei ţări. La data de 15 aprilie 2010 reprezentanţii plenipotenţiari pentru ELI ai celor 3 ţări, Cehia, Ungaria şi România, au semnat acordul de înfiinţare a Consorţiului ELI (ELI-DC, ELI-Delivery Consortium) şi în aprilie 2013 aceasta a căpătat entitate juridică ca o asociaţie non-profit. Rolul acestei asociaţii este să creeze cadrul în care ţările gazdă împreună cu celelalte ţări europene interesate să asigure complementaritatea programelor ştiinţifice ale celor 3 centre şi să pună bazele unei structuri de administrare unitară pentru faza de operare, care va putea beneficia de cadrul european legal ERIC (European Research Infrastructure Consortium). Din ELI-ERIC vor face parte ca membri fondatori cele trei ţări care găzduiesc infrastructura dar şi celelalte state interesate de operarea ELI – în primul rând cele participante la ELI-PP.
Proiectul european ELI va fi în perspectiva anului 2017 cea mai avansată infrastructură pe plan mondial destinată studiilor legate de radiaţia fotonică cu caracteristici extreme (“Extreme Light”) şi va fi distribuită în trei locaţii („piloni”) din România, Cehia şi Ungaria. Toate aceste trei centre vor avea între componentele de bază laseri care emit pulsuri ultra-scurte (femtosecunde şi attosecunde) de foarte mare putere (3-10PW). Centrul de la Bucureşti va avea în plus un echipament complex de producere a unui fascicul γ care va furniza radiaţie fotonică cu caracteristici unice referitoare la energie, strălucire şi lărgime de bandă. Caracteristicile instrumentelor din cei trei piloni ai proiectului ELI vor fi diferite, făcându-le utile pentru arii de cercetare diverse şi complementare.
ELI – Nuclear Physics (ELI-NP)
ELI-Nuclear Physics (ELI-NP) va fi construit în România, pe Platforma de Fizică Măgurele (lângă Bucureşti), beneficiind astfel de cea mai mare concentrare de specialişti în domeniu din Europa răsăriteană. Instrumentele principale vor fi doi laseri de mare putere (10PW) şi o sursă foarte intensă de radiaţie γ, cu energie reglabilă de până la 20MeV obţinută prin retroîmprăştierea fotonilor din radiaţia laser pe electroni acceleraţi. Această sursă γ va produce pulsuri caracterizate prin cea mai mare strălucire şi cea mai bună rezoluţie energetică din lume. Datorită combinaţiei unice pe plan mondial a acestor instrumente, aici se vor putea efectua atât cercetări de frontieră în fizica fundamentală, fizica nucleară şi astrofizică, cât şi cercetare aplicativă în domeniile materialelor nucleare, ştiinţei materialelor şi ştiinţelor vieţii.
Instituţia responsabilă de implementarea ELI-NP este Institutul Naţional de Fizică şi Inginerie Nucleară “Horia Hulubei” (IFIN-HH).
Prima etapă a realizării ELI-NP a constituit-o Studiul de fezabilitate (2010). A urmat Aplicaţia pentru finanţare din fonduri structurale (ianuarie 2012) aprobată de Comisia Europeană în Septembrie 2012, Proiectul tehnic (martie 2012), Documentaţia de licitaţii publice pentru construcţiile civile şi pentru echipamentele majore (iulie 2012).
În data de 14 iunie 2013, în prezenţa Primului Ministru al României, Victor Ponta, a Comisarului European pentru dezvoltare regională, Johannes Hahn, a avut loc ceremonia oficială de punere a Pietrei de Temelie la Construcţia ELI-NP. Construcţia se va finaliza în 2015, iar instalarea echipamentelor în 2017, astfel încât noul Centru European de Cercetări Ştiinţifice ELI-NP va fi operaţional în anul 2018.
În ianuarie 2013 au început angajările de personal pentru ELI-NP, cercetători, ingineri si tehnicieni care vor monta aranjamentele experimentale. ELI-NP va avea în faza de operare peste 250 de angajaţi.
Finanţarea proiectului ELI-NP este asigurată din Fondurile Structurale prin Programul Operaţional Sectorial Creşterea Competitivităţii Economice – POS-CCE. Costurile ELI-NP sunt de 293 milioane euro fără TVA. Finanţarea UE va fi de 83% (243 mil euro). Cofinanţarea naţională este de 17% (50 milioane euro). Proiectul se va desfăşura în două faze de finanţare, prima în actuala perioadă de programare pentru fondurile structurale, în valoare de 180 milioane euro cu finalizare în 2015 şi a doua în valoare de 113 milioane de euro între 2014-2016, în următoarea perioadă de programare.
Cercetările ştiinţifice din cadrul ELI-NP
Intensitatea enormă a fascicului laser va permite studiul unor fenomene doar anticipate de teorie, cum ar fi birefringenţa vidului şi crearea de perechi în câmpuri electrice intense. Aceste cercetări ne-ar putea schimba pentru totdeauna perspectiva asupra lumii în care trăim, aducând confirmarea sau infirmarea unor ipoteze fundamentale.
Pentru securitatea nucleară se vor investiga metode noi de identificare şi caracterizare de la distanţă a materialelor nucleare (prin fluorescenţă nucleară). Aceste metode îşi găsesc numeroase aplicaţii, de la inspectarea neintruzivă a conteinerelor cu mărfuri (putându-se determina cu precizie compoziţia conţinutului şi eventuale materiale interzise) până la managementul deşeurilor radioactive.
Vor fi cercetate şi implementate scheme pentru producerea de radioizotopi necesari în medicină, în mod mai economic faţă de tehnicile actuale.
Sursa intensă de neutroni care va fi realizată la ELI-NP prin reacţii (γ, n) va avea aplicaţii în studiul bio-proteinelor, nano-compuşilor, fulerenelor şi nano-materialelor magnetice.
Utilizând concomitent fasciculul γ şi radiaţia laser de mare intensitate se vor face studii asupra comportamentului materialelor în condiţii extreme de iradiere. Un domeniu de mare interes în această privinţă este studiul pieselor centralelor nucleare, existând posibilitatea simulării unei funcţionări îndelungate în condiţii extreme.
O direcţie de cercetare foarte activă în acest moment este accelerarea particulelor cu ajutorul radiaţiei laser de mare putere. Spre deosebire de tehnicile folosite până acum, care utilizează acceleratorii clasici de particule, accelerarea laser are multiple avantaje. Unul dintre ele, relevant pentru medicină dar şi pentru ştiinţa materialelor, este densitatea mult mai mare (1015 ori) a materiei accelerate decât a celei obţinute în acceleratori.
După cum reiese din cele expuse, ELI-NP are potenţialul de a fi, pentru mulţi ani, în prima linie a ştiinţei pe plan mondial, în mai multe domenii, de la fizica teoretică la biologie. Dintre cele trei centre ELI, ELI-NP are cea mai mare flexibilitate în acoperirea unor domenii variate şi interdisciplinare, ca rezultat al capacităţii de a utiliza concomitent multiple fascicule de radiaţii cu proprietăţi care le vor face unice la momentul intrării în operare. ELI-NP va aşeza România pe harta mondială a marilor infrastructuri de cercetare şi a cercetărilor de frontieră.