EΠΙΤΑΧΥΝΤΗΣ ΛΕΙΖΕΡ ΑΚΤΙΝΩΝ Χ ΑΝΑΖΗΤΑ ΤΗ ΔΟΜΗ ΤΗΣ ΥΛΗΣ

Τρεις σήραγγες μήκους 3,4 χιλιομέτρων, ακτινοβολία λέιζερ με ένταση δισεκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από αυτήν των συμβατικών πηγών και ταχύτητες που ξεπερνούν ό,τι είναι γνωστό ως σήμερα στον τομέα...

Κάποιοι υποστηρίζουν ότι ο ευρωπαϊκός επιταχυντής λέιζερ ακτίνων Χ ελεύθερων ηλεκτρονίων (Εuropean ΧFΕL) που κατασκευάζεται στο Αμβούργο είναι κάτι ανάλογο με τον CΕRΝ, για τις ακτίνες Χ.

Ακόμη και αν αυτό μπορεί να θεωρηθεί υπερβολικό, το βέβαιο είναι ότι πρόκειται για ένα από τα πλέον φιλόδοξα προγράμματα που υλοποιούνται σήμερα, όχι μόνο σε ευρωπαϊκό αλλά σε παγκόσμιο επίπεδο. Οταν ολοκληρωθεί, θα είναι ο μεγαλύτερος και καλύτερος επιταχυντής στο είδος του στον πλανήτη, ανοίγοντας νέα πεδία έρευνας που θα επιτρέψουν την ανάπτυξη αποτελεσματικότερων φαρμάκων, τον σχεδιασμό νέων υλικών και την καλύτερη κατανόηση του Σύμπαντος.

Γνώση της ατομικής δομής

«Οι ακτίνες Χ είναι το κατ΄ εξοχήν μέσο που διαθέτουμε για να μελετήσουμε την ατομική δομή.Μπορούν να μας επιτρέψουν να “δούμε” τη θέση που έχουν τα άτομα στον χώρο και αυτό είναι πολύ σημαντικό από πολλές απόψεις για την επιστήμη» λέει μιλώντας στο «Βήμα» ο Μάσιμο Αλταρέλι , διευθυντής του Εuropean ΧFΕL. Αυτό ακριβώς φιλοδοξεί να κάνει ο νέος επιταχυντής, προσφέροντας γνώσεις που σήμερα είναι αδύνατον να αποκτήσουμε με άλλους τρόπους, όπως εξήγησε ο ιταλός καθηγητής μιλώντας στο 10ο Ευρωπαϊκό Συνέδριο Επιταχυντών στην Εφαρμοσμένη Ερευνα και Τεχνολογία (Εcaart-10) που διεξήχθη την περασμένη εβδομάδα στην Αθήνα.

Πρόκειται για ένα από τα σημαντικότερα διεθνώς συνέδρια σχετικά με τις ειρηνικές εφαρμογές της ατομικής και πυρηνικής φυσικής με χρήση επιταχυντών, το οποίο διοργανώθηκε για πρώτη φορά στην Ελλάδα, με τη συμμετοχή όλων των κύριων ιδρυμάτων της χώρας που δραστηριοποιούνται στην πυρηνική φυσική (Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης, Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο, ΕΚΠΑ, Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων, ΕΚΕΦΕ Δημόκριτος). Πρόεδρος της τοπικής οργανωτικής επιτροπής ήταν ο Παναγιώτης Μισαηλίδης, καθηγητής Ραδιοχημείας στο ΑΠΘ, και αντιπρόεδρος ο Μιχάλης Κόκκορης, επίκουρος καθηγητής Πυρηνικής Φυσικής στη Σχολή Εφαρμοσμένων Μαθηματικών και Φυσικών Επιστημών του ΕΜΠ.

Μοναδικός και με διαφορά

Επιταχυντές που λειτουργούν με ανάλογο τρόπο με τον ΧFΕL υπάρχουν ήδη: ο SLΑC στο Στάνφορντ της Καλιφόρνιας ή ο Diamond Light Source στη Βρετανία. Ο ευρωπαϊκός επιταχυντής θα είναι όμως πολύ πιο ισχυρός. Τι είναι αυτό που τον κάνει να ξεχωρίζει; «Ο ΧFΕL έχει δύο κυρίως χαρακτηριστικά που τον καθιστούν μοναδικό» απαντά ο κ. Αλταρέλι. Το ένα, τονίζει, είναι η τεράστια ένταση της ακτινοβολίας του: «Αυτό που τεχνικά ονομάζουμε λαμπρότητα και δηλώνει την ένταση της φωτεινής πηγής, πόσες δηλαδή ακτίνες Χ παράγονται».

Το δεύτερο είναι η ταχύτητά του. «Η ακτινοβολία Χ» εξηγεί ο καθηγητής «θα παράγεται σε πολύ σύντομες “λάμψεις”, σαν ένα φωτογραφικό φλας,αλλά σε υπερβολικά μικρή χρονική κλίμακα». Η κλίμακα αυτή είναι της τάξεως των 10 femtosecondsδηλαδή 10 εκατομμυριοστών του ενός δισεκατομμυριοστού του δευτερολέπτου

«Για να πάρετε μια ιδέα τού πόσο μικρά είναι αυτά τα χρονικά διαστήματα» διευκρινίζει «σκεφθείτε ότι το φως χρειάζεται περίπου ένα δευτερόλεπτο για να φθάσει από τη Σελήνη ως τη Γη και 100 ως 200 femtoseconds για να διατρέξει κατά πλάτος μια τρίχα από τα μαλλιά σας».

Αυτές οι διαστημικές ταχύτητες επιτρέπουν στο «φλας» του επιταχυντή να «παγώσει» στον χρόνο στιγμιότυπα από εξαιρετικά ταχείες διεργασίες, όπως για παράδειγμα αυτές που συντελούνται κατά τη διάρκεια μιας χημικής αντίδρασης, και να δώσει, κατά κάποιον τρόπο, μια φωτογραφία τους.

«Δεν εννοούμε φυσικά μια συμβατική φωτογραφία, πρόκειται για στοιχεία που επεξεργαζόμαστε στον υπολογιστή, από αυτά παίρνουμε όμως μια πιστή απεικόνιση» εξηγεί ο κ. Αλταρέλι.

Πολύτιμες εφαρμογές

Οι απεικονίσεις αυτές είναι πολύτιμες για πολλούς ερευνητικούς τομείς. Ενας από αυτούς είναι η δομική βιολογία, η επιστήμη που μελετά τη δομή των βιολογικών μορίων. «Αυτό,ξέρετε,είναι το πρώτο βήμα για να κατανοήσει κανείς τη λειτουργία των βιολογικών μηχανισμών,ώστε να είναι σε θέση να γνωρίσει καλύτερα τις ασθένειες και να αναπτύξει θεραπείες και φάρμακα για την καταπολέμησή τους» λέει ο κ. Αλταρέλι. Πηγή: pyles.tv