Măgurele - centrul Europei în domeniul laserului

Bucureşti, Praga şi Szeged vor deveni pînă în anul 2015 puncte luminoase pe harta cercetării ştiinţifice din domeniul laserilor. Ele vor deveni gazdele celei mai ambiţioase infrastructuri pan-europene de cercetare din acest domeniu. Este vorba despre proiectul ELI – adică Extreme Light Infrastructure – sau Infrastructura de studiere a luminii extreme.  Ce este de fapt ELI şi ce înseamnă acest proiect pentru România? Vom încerca să explicăm, împreună cu patru personalităţi ale lumii ştiinţifice din România, care au jucat un rol esenţial în realizarea proiectului.

ELI este în prezent cel mai important proiect de cercetare din domeniul laserilor din întreaga lume, care grupează 40 de instituţii de cercetare şi de învăţămînt superior din 13 state ale Uniunii Europene. Alături de cei trei piloni deja hotărîţi pentru desfăşurarea proiectului, cel mai important fiind cel din Bucureşti, pînă în 2012 urmează să fie decis şi un al patrulea, a cărui construcţie ar trebui să fie gata pînă în anul 2017. 

Cele trei infrastructuri ale ELI vor avea intensităţi uriaşe – cu aproximativ şase ordine de mărime mai mult faţă de cei mai puternici laseri din zilele noastre. Vorbim despre zeci de petawaţi – adică de zeci de milioane de miliarde de waţi.  

În ce constau cele trei infrastructuri? Una dintre ele – Attosecond ELI – va fi construită în Ungaria, la Szeged. Cu ajutorul acesteia cercetătorii vor încerca să afle care sînt fenomenele produse în atomi, molecule şi plasme la scară temporală extrem de mică – vorbim despre fenomene care se produc în attosecunde (adică miliardimi de miliardimi de secunde).  

O a doua infrastructură – ELI Beamlines – va fi construită la Praga, în Cehia. Ea va fi dedicată dezvoltării şi utilizării unor pulsuri de fascicule laser care vor dura un timp foarte scurt, dar care vor emite energii deosebit de mari iar particulele se vor deplasa cu viteze apropiate de viteza luminii.  A treia infrastructură, care va fi construită pe platforma de fizică de la Măgurele, este denumită ELI Nuclear Physics. Mai multe detalii despre rolul pilonului de la Bucureşti al proiectului ELI – cel dedicat fizicii nucleare – ne dă profesorul Nicolae Zamfir, director general la Institutul Naţional de Fizică şi Inginerie Nucleară „Horia Hulubei“: 

„ELI vine să completeze esenţial infrastructura de cercetare din România, din Europa şi din întreaga lume. Avînd în componenţă cei mai puternici laseri şi cel mai performant fascicul gamma din lume, ELI-NP va permite, pentru prima oară în ştiinţa mondială, investigarea sistematică a frontierei interacţiei fasciculelor electromagnetice intense cu materia, deschizînd orizonturi de cercetare şi posibilităţi de aplicaţii inaccesibile în prezent. Fenomenele fizice ce vor apărea sînt complet noi, iar legile ce vor guverna aceste fenomene sînt încă la nivel teoretic general, urmînd ca experimentele efectuate să contribuie decisiv atît la validarea, cît şi la dezvoltarea lor. Comportarea materiei în aceste condiţii extreme va contribui cu siguranţă la înţelegerea atomică şi subatomică a naturii. Realizarea acestei infrastructuri şi cercetările ce se vor efectua vor contribui semnificativ la Cercetare-Dezvoltare-Inovaţie în optică şi tehnologia laser, în realizarea de noi concepte în construcţia acceleratoarelor de particule şi în multe alte domenii de vîrf din ştiinţă şi tehnologie. Dincolo de evidentul şi semnificativul cîştig pentru cunoaştere şi a importanţei pe care o reprezintă acest proiect pentru toate domeniile de cercetare ştiinţifică, la ELI-NP se vor face cercetări privind aplicaţii de mare anvergură pentru economie, pentru mediu, pentru medicină. De exemplu, metode unice sau mult mai eficiente de producere de radiofarmaceutice; noi alternative la terapiile anticancer bazate pe fascicule de particule sau «radiografia» materialelor nucleare, a combustibilului nuclear uzat şi a deşeurilor radioactive, cu posibilitatea detectării oricăror transporturi ilicite.“ 

De ce va găzdui România infrastructura ELI – Nuclear Physics?  

Aici există o bună tradiţie atît în studierea laserilor, cît şi a fizicii nucleare. Primul reactor nuclear dedicat cercetării (de concepţie şi construcţie sovietică) – a fost construit la Măgurele la finele anilor 1950, iar primul laser românesc, creat de echipa profesorului Ion I. Agîrbiceanu, a fost inaugurat pe 20 octombrie 1962. 

În jurul acestor infrastructuri, treptat modernizate, a crescut în decursul anilor una dintre cele mai importante şcoli ştiinţifice româneşti, aceea a specialiştilor în domeniul fizicii nucleare şi a laserilor. Generaţii întregi de fizicieni au continuat să dezvolte această şcoală de excelenţă, iar prezenţa unei mase critice de cercetători de calitate justifică existenţa unei infrastructuri de vîrf. 

Proiectul ELI este acum parte a unei categorii de proiecte pan-europene aflate pe lista ESFRI, adică a Forumului Strategic European pentru Infrastructuri de Cercetare.  

L-am întrebat pe Ionel Andrei, director general programe în cadrul Autorităţii Naţionale de Cercetare Ştiinţifică, membru al Comitetului Director al ESFRI, care a fost odiseea proiectului. 

„În anul 2008, proiectul pregătitor al ELI a lansat o competiţie, cu scopul de a stabili locul viitoarei infrastructuri. Cinci ţări s-au înscris la concurs: Republica Cehă, Franţa, Marea Britanie, România şi Ungaria. România a beneficiat de la bun început de suportul politic la nivelul cel mai înalt, acela al preşedintelui României şi al premierului. Un juriu de experţi independenţi a analizat aceste candidaturi. Concluzia – cea mai bună soluţie era dezvoltarea unei infrastructuri ale cărei sarcini urmau să fie împărţite în mai multe sedii, numită şi infrastructură distribuită. Comitetul Director Internaţional al proiectului ELI a ales atunci trei piloni, ce urmau să fie ridicaţi în Republica Cehă, România şi Ungaria. Această decizie a fost validată în unanimitate de către miniştrii cercetării, reuniţi în decembrie 2009 în Consiliul Competitivitate al UE. Atunci a fost deschis drumul pentru realizarea primei infrastructuri de cercetare pan-europene la est de Rin. Calităţile care recomandă România pentru a găzdui şi opera o asemenea infrastructură de cercetare sînt legate de tradiţia în domeniul construcţiei laserilor, de existenţa celei mai puternice comunităţi ştiinţifice în domeniul fizicii, dintre noile state membre.“ 

Cît de important este ELI şi care a fost efortul făcut pentru a avea acest proiect în România? Ce şanse are comunitatea ştiinţifică românească prin acest proiect şi care este viitorul? sînt întrebări la care răspunde preşedintele Autorităţii Naţionale de Cercetare Ştiinţifică, profesorul Dragoş Ciupariu: „Vorbim despre cel mai mare proiect de cercetare ştiinţifică din ultimii 50 de ani din România, care vine pe un orizont de aşteptare lung şi căruia trebuie să-i acordăm recunoaşterea pe care o merită. România va construi cea mai importantă componentă a Proiectului, intitulată ELI-NUCLEAR PHYSICS (ELI-NP), care va oferi şansa dezvoltării celui mai puternic laser din lume, în scopul studierii şi explorării, pentru prima oară în istoria fizicii, a frontierei între fizica laserilor şi fizica nucleară. 

Din multitudinea de oportunităţi pe care acest proiect le oferă, aş începe cu cea a vizibilităţii certe atît a comunităţii ştiinţifice, dar şi a României în ansamblu. Vorbim despre construcţia unei reţele pan-europene de cercetare pe modelul ERIC – European Research Infrastructure Consortium, un model flexibil care operează prin concursul mai multor state europene, atît interguvernamental cît şi prin corpul de cercetători care reprezintă excelenţa în cercetare. România va fi gazda acestei elite şi va profita de acest statut pentru mulţi ani de acum înainte, valorificînd capitalul uman, ştiinţific, tehnologic şi de inovare de care dispune în prezent. 

Interdisciplinaritatea experimentelor de cercetare va atrage pe această platformă institute de cercetare româneşti din domenii precum fizică, biologie, chimie, iar mediul universitar va fi chemat să se alăture acestor experimente şi aplicaţii multiple. Este un spaţiu deschis, care va implica entităţi şi oameni de ştiinţă de vîrf, unde accesul se va face pe baza excelenţei ştiinţifice a proiectelor de cercetare propuse. Infrastructura de cercetare de mari dimensiuni va contribui nu numai la crearea de cunoaştere şi potenţial tehnologic de vîrf, ci şi la creşterea atractivităţii către cercetare a tinerei generaţii. Aş vrea să adaug că, deşi explorarea necunoscutului în activităţile de cercetare presupune riscuri inerente, oportunităţile de creştere sînt nebănuite. Din realizarea şi utilizarea ELI-NP pot rezulta şi numeroase tehnologii, brevete, aplicaţii pe care nimeni nu poate să le anticipeze cu precizie în prezent. În România se va face o cercetare unică în lume.“  

La rîndul său, directorul general al Unităţii Executive pentru Finanţarea Învăţămîntului Superior, a Cercetării, Dezvoltării şi Inovării (UEFISCDI), profesorul Adrian Curaj observă că nu există poveşti de succes privind marile infrastructuri de cercetare pan-europene din ţări aflate la Est de fosta Cortină de fier, pentru că pînă acum nu au existat nici un fel de asemenea infrastructuri:  

„ELI este prima de acest fel. Proiectul este de interes ştiinţific şi tehnologic pentru Uniunea Europeană, asta înseamnă că poate fi finanţat din fondurile de coeziune disponibile României. Este un proiect aflat la frontiera ştiinţifică şi tehnologică şi, prin şansă, este în linie cu potenţialul României demonstrat de istoria tehnologică şi ştiinţifică recentă, în care platforma Măgurele joacă un rol special; cercetări şi tehnologii nucleare, pionieri în laseri, capacitate ştiinţifică de a participa cu succes la marile proiecte europene, dar şi capacitate tehnologică de a oferi produse de înaltă tehnicitate, în serii mici, cerute inclusiv de realizarea marilor proiecte de infrastructură de cercetare europene deja existente – precum CERN, ITER, FAIR. Fără a putea vorbi de o internaţionalizare a platformei Măgurele, actorii de acolo colaborează cu succes în mediul internaţional, au o mobilitate ştiinţifică deosebită şi au tehnologii, chiar dacă nu neapărat patentate, competitive internaţional. Producţia ştiinţifică este impresionantă.  

Toate acestea creează premisele pentru ca ELI-NP să fie o poveste de succes. Iar succesul ştiinţific va pune România pe harta mondială a facilităţilor de cercetare unice, de excepţie. „Modelul de business“, pe care va trebui să-l dezvoltăm, ne va ajuta să optimizăm costurile de funcţionare. Astfel, va trebui să garantăm, într-un anumit procent, accesul liber la infrastructură, aşa cum e specific infrastructurilor internaţionale, dar şi coexistenţa acestui sistem cu accesul garantat al unor utilizatori ce vor contribui la costurile de exploatare. Pe de altă parte, o infrastructură internaţională de cercetare atrage echipe internaţionale cu proiectele lor, finanţate din fonduri internaţionale. Cheltuieli importante vor fi destinate utilizării infrastructurii şi dezvoltărilor necesare realizării experimentelor. Va fi clar o şansă pentru tinerii cercetători români, dar va fi un atractor pentru doctoranzi şi cercetători tineri din toată lumea. Vor lucra şi vor trăi în România.   

Vrem şi succes tehnologic? Sigur, cînd se vorbeşte de ELI-NP se vorbeşte de o provocare tehnologică la nivel mondial şi se asociază cu diferite riscuri; de la riscul legat de expertiza necesară atît pe perioada dezvoltării infrastructurii cît şi pe perioada operării/exploatării acesteia, riscul asociat dezvoltării de noi tehnologii necesare atît în perioada de construcţie cît şi în faza de operare, riscuri ce pot genera întîrzieri şi risc financiar. Sînt şi avantaje: acela de a participa direct la dezvoltările tehnologice şi construcţia infrastructurii; soluţiile tehnologice noi vor genera patente şi efect economic benefic. Vor fi necesari angajaţi cu înaltă calificare, specialişti. Vor fi recrutaţi internaţional, diaspora românească jucînd un rol important. Firmele vor fi interesate să fie aproape de infrastructura de cercetare, atît în faza de construcţie, 4-5 ani, cît şi de operare, pentru servicii, dezvoltări ulterioare şi valorificare de tehnologii. Înseamnă că va fi natural ca din fonduri structurale alocate Programului de Dezvoltare Regională sau Programului de Creştere a Competitivităţii Economice să se realizeze un parc ştiinţific şi tehnologic la Măgurele.  

Dacă se integrează totul într-un concept de dezvoltare regională, atunci zona Măgurele va deveni un Cluster High-tech, Hotspot International de inovare sau un Oraş al Ştiinţei – Science City.“

Adrian Stănică este jurnalist de ştiinţă şi cercetător ştiinţific la Institutul Naţional de Geologie şi Geoecologie Marină – GeoEcoMar.