Start | Aktualności | Dokumenty | Laser | Projekt | Współpraca | NCBJ


Wizja

Podjęcie prac nad budową lasera na swobodnych elektronach umożliwiłoby nie tylko udostępnienie polskim naukowcom nowoczesnego urządzenia, które może być wykorzystywane w wielu dziedzinach nauki i techniki ale także pozwoliłoby na włączenie się w programy europejskie. Wydaje się, że najwyższa pora na to, aby Polska zaistniała na mapie wielkich instalacji badawczych Europy. Warto zaznaczyć, że budowa POLFEL nie stanowi konkurencji dla projektu synchrotronu krakowskiego. Te dwa źródła emitują promieniowanie o zupełnie innych charakterystykach i stanowią urządzenia komplementarne.

Przedmiot:
  • Źródło światła koherentnego - laser na swobodnych elektronach (Free Electron Laser), zasilany wiązką z nadprzewodzącego liniowego akceleratora elektronów.
Cel:
  • Unikalne urządzenie badawcze dla polskiej nauki i przemysłu (w ramach ESFRI „IRUVX FELs Network”)
  • Baza badawcza i szkoleniowa dla badań materiałowych, środowiskowych, medycznych i biologicznych
  • Poligon szkoleniowy dla technologii akceleratorowych, laserowych, detekcyjnych
Możliwości:
  • Badanie elektronowych właściwości molekuł i skondensowanej materii
  • Trójwymiarowe zdjęcia struktur atomowych
  • Rejestracja procesów fizycznych, chemicznych i biologicznych w wymiarach atomowych i w femtosekundowej skali czasu.
Zastosowania:
  • Badania podstawowe: testy chromodynamiki kwantowej <500MeV
  • Badania półprzewodników i struktur kwantowych:
    • fonony, plazmony, energie wiązania atomów domieszek, poziomy energetyczne w studniach, kropkach i drutach kwantowych, dynamika relaksacji
    • rozwój technologii fal milimetrowych (THz) i technologii MEMS: anteny hybrydowe, miksery, filtry
    • metoda pompowania i analizy (pump/probe):
      • dynamika nośników w supersieciach, oddziaływania wewnątrzpasmowe, lasery kaskadowe
      • absorpcja w studniach kwantowych i supersieciach, szerokości linii emisyjnych, dyspersja
      • własności optyczne w zakresie podczerwieni i zakresie THz takich struktur kwantowych jak oscylatory Blocha i kwantowe lasery kaskadowe
      • koherentne efekty rezonansowe, oscylacje Rabiego
  • Mikroskopia i spektroskopia przykrawędziowa
  • Pomiary zanieczyszczeń w środowisku (metale ciężkie) metodą spektroskopii fototermicznej (PTDB)
  • Badania procesów atmosferycznych w czasie rzeczywistym przy pomocy strojonego lidara
  • Spektroskopia molekuł biologicznych
  • Diagnostyka medyczna: precyzyjne obrazowanie narządów wewnętrznych, identyfikacja molekuł
  • Terapia medyczna: „nanoplatformy” deponowane w określonych tkankach i aktywowane promieniowaniem FEL
  • Selektywne, bezpośrednie niszczenie chorych komórek dzięki dostrojeniu długości fali
Parametry:
  • Ciągłą wiązka elektronowa o energii 600 MeV
  • Długość fali: podstawowa - 27 nm, trzecia harmoniczna - 9 nm
  • Maksymalna moc wiązki światła w impulsie: 0.22 GW
  • Długość urządzenia: do 400 m
  • Koszt: 100 M€ (FEL + jedna stacja badawcza) do 200 M€ (FEL + 6 stacji badawczych)
Technologia:
  • Wykorzystanie podzespołów budowanych dla urządzenia XFEL w DESY
Lokalizacja:
  • Narodowe Centrum Badań Jądrowych w Świerku:
    • istniejąca infrastruktura (ogrodzony i chroniony duży teren, media, komunikacja)
    • doświadczenie w budowie akceleratorów, własna baza produkcyjna
    • udział w projektach TESLA/FLASH/XFEL, współpraca z ośrodkami posiadającymi/budującymi FEL