Cea mai puternica lumina

Laserul de la Magurele va raspunde multor intrebari importante pentru stiinta si, implicit, pentru omenire
 

<p>

Imagineaza-ti pentru o clipa viata fara internet, fara CD-uri si DVD-uri, fara cititoare de coduri, fara imprimante, fara chirurgie performanta. Adica viata fara tot ce presupune folosirea laserului, aceasta extraordinara inventie a secolului XX...  

Gandindu-ne la toata tehnologia performanta de care ne folosim azi, ne intrebam daca se poate mai mult. Oamenii de stiinta viseaza mai departe. Curiozitatea lor de a descoperi „ceva“ chiar si acolo unde se presupune ca nu ar fi nimic poate insemna mai mult decat ceea ce ne imaginam.
Desi laserul are aplicabilitate azi in atat de multe domenii, este totusi o tehnologie in plina expansiune.

Studierea proceselor si fenomenelor care s-ar putea declansa punand diverse elemente in interactiune cu lasere de diverse puteri sau energii poate aduce raspunsuri relevante pentru stiinta si omenire. Cateva dintre cele mai importante le-am putea primi prin experimentele ce se vor desfasura la Magurele, unde se construieste cel mai puternic laser din lume la ora actuala. „Sunt doua tipuri de laser: unul de mare putere si unul de mare energie“, explica Ovidiu Tesileanu, cercetator la Institutul National de Fizica si Inginerie Nucleara Horia Hulubei (IFIN–  HH). Laserul ELI-NP (Extreme Light Infrastructure Nuclear Physics) „va fi  la momentul punerii in functiune cel mai performant sistem din lume din punct de vedere al puterii livrate pe un puls“, explica si cercetatorul Daniel Ursescu. „Pulsurile laser sunt o condensare de campuri electrice si magnetice intr-o forma care se propaga cu viteza luminii. Iar aceste pulsuri laser de la ELI-NP vor livra cele mai intense campuri electromagnetice generate vreodata de un laser“. Dar la ELI-NP vom avea nu numai cel mai performant sistem laser de pana acum, ci si cea mai performanta sursa de radiatie gamma din istorie. Noi am incercat sa ridicam putin cortina si sa aruncam o privire la posibile raspunsuri care ar putea veni din aceasta incredibila lampa a lui Aladin creata de cercetatori.

Cum a aparut materia in univers?

Aceasta este una din topul celor mai importante zece intrebari din fizica. La ELI-NP se vor face cele mai  avansate studii privind generarea unor noi izotopi cu numar mare de neutroni, prin studierea carora se spera sa se poata raspunde la intrebarea: „Cum a aparut si cum a evoluat materia in Univers?“ sau, altfel spus: „Cum au aparut elementele in Univers? De ce sunt in proportiile in care sunt?“

Studiul vidului

„Noi, cand spunem vid, ne imaginam ca nu este nimic acolo. Dar fizica cuantica moderna ne arata ca vidul are o structura – este format din particule virtuale, care pe durate foarte scurte de timp se pot materializa si apoi se recontopesc cu vidul“, spune cercetatorul Daniel Ursescu. „In prezenta unor campuri electromagnetice foarte mari, aceste particule virtuale, care forfotesc in vid, pot fi aduse la fiinta si facute sa ramana reale in lumea noastra“. Cercetatorii isi doresc practic sa studieze „producerea materiei in vid“.

O problema indelung dezbatuta este energia vidului, care ar fi, conform teoriei, infinita. „Poate ca peste 100 de ani vom gasi o metoda sa scoatem energie direct din vid si nu vom mai fi dependenti de uraniu, de fuziune sau de altceva“, spune Ursescu.

Deplasarea accelerata a materiei

„Din alte experimente realizate pana acum s-a observat ca o foita extrem de subtire, de ordinul nanometrilor, a putut fi deplasata cu viteze apropiate de fractiuni din viteza luminii“, explica pentru Hotnews.ro Nicolae Zamfir, directorul IFIN - HH si managerul proiectului ELI in Romania. „A plecat practic tot materialul“. Acum se incearca cresterea enorma a densitatii materiei accelerate cu laserul, fata de cea care se putea obtine cu metodele clasice de accelerare, in acceleratoare de particule. Cu noul laser se presupune ca se va putea realiza o deplasare cu o viteza apropiata de viteza luminii a unei materii de 10 la puterea 15 ori mai dense. „Aduce a Star Trek. De aici a aparut si zvonul cu teleportarea. Fiind vorba de o viteza foarte mare – 3.000 de kilometri/secunda – care nu poate fi detectata prin mijloacele vizuale obisnuite. Atunci pare ca o deplasare instantanee dintr-un loc in altul“.

Exemplu de aplicatie in electronica.

Exista o posibila aplicatie a acestei deplasari accelerate a materiei? „Toata electronica pe care o avem la dispozitie, de la telefoane mobile, la laptopuri, wireless, memory stick-uri, este bazata pe stiinta materialelor, materiale care printr-un tratament special isi schimba proprietatile si pot astfel sa inmagazineze informatie mai multa si mai densa“, spune Nicolae Zamfir. Deci poate fi un impact asupra intregii electronici, in conditiile in care ne dorim ca aparatele sa fie din ce in ce mai mici cu din ce in ce mai multa informatie.

Exemplu de aplicatie in tratarea tumorilor canceroase. „Studiile au aratat cat de eficienta este tratarea tumorilor canceroase cu ioni accelerati. Pentru ca radiatiile de tip ion accelerat au o capacitate specifica de a penetra printr-un tesut viu, distrugand numai portiunea dorita, fara a afecta si tesuturile din jur“, explica Daniel Ursescu. Unele tari bogate si-au permis sa construiasca cateva astfel de centre pentru pacientii lor, dar listele de asteptare sunt foarte lungi. „Ne-am dori sa dezvoltam tehnologii pentru un sistem care sa produca acesti ioni accelerati cu ajutorul laserului intr-o incapere, instalatie care sa poata fi pusa in orice spital din tara“.

FASCICULUL gamma

Cu fasciculul gamma se vor testa noi metode de producere de radioizotopi – nuclee care se dezintegreaza produ-cand diferite tipuri de radiatii.
„Radioizotopii sunt folositi atat in diagnoza si imagistica medicala, cat si in tratamentul unor tumori. Ei sunt produsi la ora actuala in reactoare nucleare experimentale. Iar reactoarele astea sunt destul de batrane si urmeaza sa se inchida. Asa ca incercam sa cautam noi metode de a-i produce, pentru ca reactoarele astea nu vor functiona la infinit, iar cererea de asa ceva creste continuu“, explica cercetatorul Ovidiu Tesileanu. „Mai mult, unii radioizotopi au o durata de viata foarte scurta - in cateva ore le scade putea la jumatate. Asa ca faptul ca trebuie adusi de departe presupune producerea si transportarea unor cantitati mai mari, ceea ce duce la cresterea costurilor“, spune Tesileanu.

Exemplu de aplicatie in boli cardiovasculare si chimioterapie. Unul dintre acesti radioizotopi ar fi Molibden-99, care provine din Technetiu 99m, cunoscut ca fiind un radiofarmaceutic utilizat in bolile cardiovasculare, extrem de scump insa. Un altul ar fi un izotop al platinei radioactive, care poate fi folosit in chimioterapie. „Aproape o patrime din pacientii care sunt tratati prin chimioterapie fac acest tratament in mod inutil, deoarece substanta nu se duce la tumoare. Ideea e aceea a gasirii unei metode de producere a acestei platine radioactive, platina 195, care sa se introduca in substanta folosita la chimioterapie, astfel incat sa se foloseasca drept trasor. Si imediat s-ar vedea daca merge sau nu spre organul bolnav“, a explicat Nicolae Zamfir pentru Hotnews.ro.

Exemplu de aplicatie in detectarea de substante periculoase.

Radiatia gamma are calitatea de a putea penetra grosimi mari de material si, in plus, poate da informatii precise despre compozitia izotopica. Orice element chimic are mai multi izotopi – unii sunt stabili, altii sunt instabili, fiind cei care emit radiatii, asadar, periculosi. „Exista zeci de mii de tone de deseuri radioactive produse pana in prezent. O proportie destul de mare din ele este deja depozitata in conditii mai mult sau mai putin adecvate. Ar fi binevenite niste metode de a analiza continutul lor, fara sa trebuiasca sa luam fiecare container, sa deschidem si sa vedem ce este acolo“, spune Ovidiu Tesileanu.

Exemplu de aplicatie in tratarea deseurilor periculoase.

Dupa ce acestea au fost analizate, exista idei de folosire a radiatiilor gamma si pentru tratarea sau procesarea deseurilor periculoase. „Sa scadem foarte mult gradul de periculozitate – adica in loc de zeci de mii de ani, sa se reduca la perioade mult mai mici, caz in care si stocarea ar fi mai usoara. Pentru ca una e sa proiectezi depozite in care sa fii sigur ca totul va ramane stabil zeci de mii de ani si alta e sa proiectezi depozite pentru o suta de ani. Ar fi mult mai simplu si mai ieftin“, spune Tesileanu.

Aceasta este insa numai o foarte mica parte a ceea ce se vrea si se crede ca ar putea fi descoperit cu ajutorul celui mai puternic laser. ELI-NP va fi un centru de cercetare de renume mondial si nu un centru care sa furnizeze solutii industriale care sa poata fi implementate in mod direct mai departe. Fiecare descoperire va fi transferata catre niste centre de incubare ce vor dezvolta prototipuri, care abia dupa validare vor ajunge in beneficiul societatii. Numai ca astazi, cum lucrurile se misca si in viata reala la modul accelerat, probabil ne vom bucura de aceste descoperiri mai rapid decat credem. Iar pe cele mai interesante dintre ele nici nu le banuim inca! Nici noi, nici chiar oamenii de stiinta!

</p>

Vote it up
207
Ți-a plăcut acest articol?Voteaza