La 30 noiembrie 2015, firma franceză THALES a prezentat la Paris primul laser de 10 PW din istorie, construit pentru Proiectul ELI-NP și care urmează să funcționeze la Măgurele. Ați fost acolo. Ce semnificație are acest eveniment și cum s-a desfășurat el?
Nicolae Victor Zamfir: După cum cei mai mulți dintre dumneavoastră cunosc, ELI-NP este un proiect de construcție a unui nou centru de cercetări la nivel mondial, iar acum se încheie prima etapă de implementare. Suntem, de fapt, la mijlocul implementării: am început în ianuarie 2013, se preconizează să se finalizeze în 2018.
Suntem exact la mijloc, și din punct de vedere temporal, nu numai financiar. Trecem de la un ciclu de fonduri structurale la următorul ciclu de fonduri structurale. Și încheiem această etapă așa cum ne-am planificat, cu realizarea primului laser de 10 PW din lume. Când Firma Thales a fost de acord să construiască acest laser, sigur că era o serie întreagă de incertitudini.
Dacă o să reușească – pentru că existau așa zisele „bottleneck”-uri, probleme încă nerezolvate în momentul când am semnat contractul. Dar, în sfârșit totul s-a terminat cu bine, astfel încât pe 30 noiembrie a avut loc ceremonia finalizării acestui mare laser. Căci laserul de 10 PW este nu numai de zece ori mai mare, sau mai puternic decât cel de 1 PW care există în lume (și la noi, la INFLPR, la Măgurele), ci probabil că factorul de multiplicare este mult mai mare, datorită dezvoltărilor care au trebuit să aibă loc.
Și întreaga comunitate a sărbătorit realizarea acestui nou laser. Firma Thales a organizat această ceremonie pentru a marca o realizare deosebită în construcția de laseri în scurta lor istorie, de doar 60 de ani. Iar noi, desigur, ne bucurăm că suntem cei care beneficiază de asemenea instrumente, ieșite din comun.
Cum vă simțiți când știți că sunteți în fața unei premiere mondiale?
Nicolae Victor Zamfir: Am avut sentimentul – nu numai eu, toți cei care eram acolo – că trăim o zi istorică. Și sunt sigur că fiecare din cei o sută de participanți, fie că eram din echipa ELI, fie că erau din echipa Apollo, fie că erau colegii noștri de la Praga sau de la Rutherford Laboratory sau din alte laboratoare de laseri de mare putere din lume, toți am avut sentimentul că trăim o zi istorică și… a fost impresionant. Mai ales că totul a fost însoțit și de prezentări. Nu numai fizic am văzut aceste componente și ansambluri, ci am văzut și simulări cu fasciculul laser, care au fost și ele impresionante.
Îmi aduc aminte când v-am întrebat, la vreo săptămână de la întoarcerea de la Paris, dacă l-ați văzut și dacă l-au asamblat. Și ați zâmbit și ați spus că nu aveau cum pentru că… nu aveau loc.
Nicolae Victor Zamfir: Da. Chiar nu aveau loc. Singura platformă din lume cu o asemenea suprafață este cea de la Măgurele. Ei au asamblat cât au avut suprafața disponibilă. Vă dau un exemplu. Așa numitul compresor, care va comprima pulsul la timpi de 10-15 femtosecunde. Acesta este o instalație de câteva zeci de tone, pe care nici nu aveau cum să o transporte în locul respectiv. Se află încă la fabrica unde a fost produsă și în câteva luni va fi transportată direct la Măgurele. Deci s-a făcut asamblare… în măsura posibilităților. Restul – am văzut componentele, sigur că da.
Pentru că spuneați, cum toți am spus de fiecare dată, că singura platformă pe care se poate instala un echipament de o asemenea dimensiune, sper că nu greșesc, practic, ea este aproape cât un teren de fotbal.
Nicolae Victor Zamfir: Are 2.000 de metri pătrați, deci e ceva mai mică decât o jumătate de teren. Oricum, este vorba de o suprafață impresionantă. Unde vor fi componentele optice, laserii de pompaj, unde se preia acea rază de lumină inițială și se amplifică până ajunge la o zecime din puterea Soarelui. Deci este impresionant tot sistemul optic – oglinzi, lentile, laseri de pompaj, compresoarele care, iarăși, sunt impresionante. Aduce a Science Fiction…
Nu pot să nu-mi aduc aminte că undeva prin 2010, când se conturaseră șanse substanțiale ca unul dintre pilonii ELI-ului să se construiască în România, cineva mi-a spus să fim atenți și la fiecare lucru pe care îl contractăm să avem… trei oferte! Era greu să te gândești atunci că lucrurile ce se vor construi la Măgurele, fie că vorbim de laseri, fie că vorbim de acceleratorul gamma, vor fi, în fond, premiere mondiale. Nimeni nu a mai realizat așa ceva până acum…
Nicolae Victor Zamfir: Laserul de 10 PW este singurul din lume și singurul chiar din tot proiectul ELI. Colegii cehi care au participat la inaugurare, în frunte cu Directorul Institutului, mi‑au spus: „E clar, vom merge și noi tot cu Thales!” Au fost convinși în momentul în care au văzut cum poate să arate laserul!
La fel și în ceea ce privește sistemul de fascicul gamma. Numai faptul că pentru el s-a constituit un consorțiu este semnificativ. Nu a existat în lume nici o firmă, nici un institut de cercetare care să-și ia acest angajament. De aceea la noi procedura de licitație, internațională, a durat foarte mult. Și a durat totul peste un an de zile, până când s-a format consorțiul, Eurogamma, care într-adevăr este european.
În acest consorțiu sunt institute de cercetare, agenții finanțatoare, din Italia, Franța, din Marea Britanie… Firme de înaltă tehnologie din opt țări europene. În consorțiu, de fapt, este întreaga expertiză europeană în domeniu, combinația diferitelor direcții care contribuie la realizarea acestui fascicul gamma. Pentru că realizarea fasciculului în sine este o premieră! Parametrii acestuia apoi sunt fiecare o premieră. Și într-adevăr, deocamdată aceștia sunt singurii din lume, atât în laseri, cât și în fascicule gamma, capabili să realizeze așa ceva.
Acum, pentru că ați pronunțat de câteva ori cuvântul „european”, aș vrea să ne întoarcem la început, când ați spus că ELI-NUCLEAR PHYSICS este un proiect care urmează să realizeze un mare institut. Nu cred că greșesc spunând că este primul institut european din România. Este pentru prima oară când, datorită a ceea ce face echipa ELI-NP la Măgurele, și dumneavoastră, în particular, ca Director al acestui proiect, se realizează în țara noastră un institut pe ușa căruia o să scrie „Europa”.
Nicolae Victor Zamfir: În fond, aceasta este și intenția. De fapt, intenția inițială a fost să aducem în România, să construim un centru care în estul Europei, la est de Germania, nu exista la acest calibru. Și curajul a fost dat de faptul că școala de fizică din România echivalează cu școlile de fizică din vestul Europei.
Deci – trebuia numai să se fructifice. Și să construim un Centru care să poată aduce, să contribuie la inversarea acelui brain drain, la fuga tinerilor cercetători înspre vest, numai acolo unde era posibilitatea de afirmare. Vorbesc de afirmare științifică, la performanțe mari, pentru că asta nu înseamnă că infrastructura pe care o avem acum nu se afirmă în lume, sau că nu contribuim la circuitul mondial de valori. Dar… la nivelul infrastructurii pe care o avem. Pe când cu un Centru European e clar că intrăm prin ușa din față!
Când începusem să vorbim de ELI Nuclear Physics, dacă vă amintiți, spuneam că atunci când se va înregistra prima lumină a laserului de 10 PW – de fapt de 20 PW, pentru că vor fi doi laseri – cumva Măgurele va deveni pentru laseri ceea ce este CERN…
Nicolae Victor Zamfir: … pentru particule elementare. Da, în domeniul acesta suntem unicul centru în lume. Păstrând evident scala, pentru că acolo, la CERN, investiția este de 10 miliarde, aici de 300 de milioane… Acolo lucrează 10.000 de cercetători, aici vor lucra câteva sute … Dar, cum spuneam, păstrând scala și ținând seama de domeniul de cercetare, da, suntem echivalentul CERN.
Dacă am înțeles bine, ar urma ca anul 2016 să fie dedicat practic în întregime instalării celor două mașini…
Nicolae Victor Zamfir: Corect. Și a experimentelor.
… iar anul 2017 va fi anul lucrurilor celor mai delicate și mai sensibile: calibrările și testele.
Nicolae Victor Zamfir: Instalarea tuturor componentelor, atât la laser, cât și la gamma, se va finaliza în prima parte a anului 2017, urmând ca mai mult de un an de zile să aibă loc ceea ce se numește comisionarea: testarea pe componente și apoi, pe ansamblu, ca să se ajungă la parametrii pe care i-am solicitat și ni-i dorim. Deci va fi un proces extrem de laborios.
Am menționat și componentele pentru că centrul de cercetări ELI-NP va consta într-o serie de aranjamente experimentale, unde cercetătorii vor face experimente utilizând aceste instrumente extrem de puternice: laserii de mare putere și sistemul de fascicul gamma. Deci cele două nu vor fi un scop în ele însele, vor fi folosite ca instrument de cercetare.
Absolut. Fizica nu în ele se întâmplă, ci…
Nicolae Victor Zamfir: … în detectori, în experimente, în analiza datelor, în interpretarea lor, în legile care se descoperă, în descifrarea naturii cu ajutorul acestor instrumente.
Așa este. Și este de înțeles entuziasmul cercetătorilor cu gândul la fizica pe care „o vor vedea”, care va fi … lângă ei și ei vor fi în ea. Lumea vine însă cu o întrebare greu de evitat: bun, și nouă la ce ne folosesc toate acestea? După părerea dumneavoastră, după cum simțiți că evoluează lucrurile, care credeți că poate să devină prima aplicație a proiectului ELI-NP, gata să fie oferită societății?
Nicolae Victor Zamfir: Sunt două direcții, care la prima vedere par diferite. Este vorba pe de o parte de cercetare fundamentală, deci de descoperirea de noi legi, de comportarea materiei în aceste condiții extreme, ca toate acestea să ne ducă la descifrarea formării Universului. Cum se face la CERN, care a căutat și descoperit Bosonul Higgs: acum caută simetriile materie-antimaterie, caută alte particule, caută dimensiunile suplimentare…
Analog, la ELI-NP se vor face cercetări care se vor lega la un moment dat de cele de la CERN, se vor întâlni cu ele. Pentru că este vorba de producerea de materie din vid, din energie, formarea de materie-antimaterie, studiul găurilor negre… Deci undeva ne vom întâlni cu CERN-ul în aceste întrebări fundamentale ale formării Universului.
Apoi, este vorba de o altă direcție de cercetări, care duc, să zicem, la aplicații imediate. Pot fi chiar în primele luni. Studierea cu laserul a efectelor radiațiilor, ale câmpurilor intense de radiație, asupra materialelor, de exemplu. S-ar putea fructifica, tot în prima perioadă, obținerea de noi tipuri de radioizotopi cu fasciculul gamma, managementul materialelor nucleare sensibile. Deci aici aș vedea o perioadă scurtă până să se ajungă la rezultate.
Însă lucrul cel mai important, căruia toată lumea, inclusiv comunitatea CERN, îi acordă cea mai mare atenție, este posibilitatea de a obține fascicule de particule accelerate cu laser. Din momentul când acceleratoarele mai mari sau mai mici, de la sute de metri la zeci de kilometri, vor fi înlocuite cu acceleratoare table-top, care efectiv să „încapă” pe o masă de laborator, din momentul acela se va revoluționa atât partea de instrumente din fizica fundamentală (următorul accelerator nu va avea 100 km, cum se vorbește la CERN, ci va putea ocupa o suprafață de aproximativ 2.000 m2), dar și acceleratoarele care sunt folosite în aplicații.
Vorbim de terapia cancerului, fascicule de protoni accelerați, dar și de o serie întreagă de aplicații medicale care pot fi generate de folosirea laserilor de mare putere. Dar asta se va întâmpla într-un termen mediu, să zicem de 10-20 de ani. Iar, ca să dau acum răspunsul complet la întrebare, sunt studiile care se vor face cu radiațiile intense produse de laser și gamma asupra diverselor materiale, inclusiv producerea de noi radioizotopi, radiofarmaceutice.
S-a mai vorbit de o importantă aplicație care folosește pulsuri laser extrem, extrem de scurte, pentru diagnoza materialelor în timp real, asemenea pulsuri neavând cum interacționa cu procesele care au loc. Adică, de exemplu, să nu mai trebuiască să fie oprit reactorul unei centrale nucleare pentru a verifca starea căptușelii.
Nicolae Victor Zamfir: Da, acesta este un aspect. Dar mai poate fi și un altul, referitor la aplicațiile fasciculului gamma, care vor putea determina exact cantitatea de combustibil nuclear care a fost consumată astfel încât schimbul de combustibil în reactor să se facă exact atunci când este nevoie. Deoarece, pentru siguranță, se pierd cantități de combustibil încă util. Da, deci este o aplicație la nivelul reactorilor nucelari.
Pentru că vorbiți de fasciculul gamma, ați insistat de la început asupra posibilității, odată ce ne vom obișnui cu acceleratorul gamma, de a contribui la un domeniu discutat din ce în ce mai des – lupta cu terorismul. Se vor putea realiza instalații de control nu cu raze X, de care te poți … „ascunde” cu ecranări puternice, ci cu raze gamma care nu au nici o problemă pentru a pătrunde acolo unde altele nu pot.
Nicolae Victor Zamfir: Exact. La fel cum la aeroport există instalații cu raze X care pot detecta orice obiect metalic, cu razele gamma se va putea detecta orice material nuclear, oriunde. Și desigur, marele interes este pentru materialele cele mai sensibile (uraniu, plutoniu), care pot servi și la fabricarea de bombe nucleare.
Iar datorită faptului că radiația gamma este mult mai pentetrantă decât radiația X, aceste materiale pot fi detectate chiar dacă se află într-un container de plumb, într-un camion, în mijlocul altor containere. Se determină deci orice cantitate, pentru că elementele au o amprentă, se poate spune, care le este caracteristică: excitarea la radiația gamma. Fiecare element are o excitare caracteristică și pe baza acesteia i se poate determina foarte bine compoziția.
… Nu se pot ascunde! Și credem că este extraordinar cum aceste două domenii cu performanțe uriașe, cum este partea de particule și energii mari de la CERN și domeniul laserilor de mare putere care, ce bucurie să putem spune, se dezvoltă la noi, nu sunt disjuncte, nu fug una într-o parte și cealaltă în altă parte, ci se apropie și deja își propun să colaboreze. Întrebarea următoare pornește de la studiul raportului cost/beneficiu făcut la CERN pentru marele accelerator, LHC, care consideră că unul dintre cele mai mari câștiguri este în domeniul educației, al pregătirii generației următoare de cercetători…
Nicolae Victor Zamfir: Centrul ELI-NP, pe lângă faptul că ne așează pe harta mondială a marilor infrastructuri de cercetare, mai are două meniri. Partea educațională și partea economică. Este clar că ELI-NP va contribui la educația tinerilor, sau cel puțin a unor clase de tineri, de la universități, de la facultățile de fizică, de la universitățile politehnice, în pregătirea lor în domenii de vârf – ingineria laserilor, a acceleratoarelor, domenii în care experții sunt căutați în întreaga lume.
Iar aici, sperăm ca dintre experții care se formează să se recruteze și viitoarele cadre pentru ELI-NP și pentru cariera academică, dar marea majoritate sperăm să intre în industria care se va întinde pe orizontală.Și aici vin la a doua menire a Centrului ELI-NP: să constituie sâmburele pentru o aglomerare de înaltă tehnologie în jurul Platformei Măgurele.
Putem vorbi de parc tehnologic, parc științifico-tehnologic, cum sunt în lume Grenoble, Bordeaux sau Silicon Valley, cu sute de firme de înaltă tehnologie care să intre în interacțiune cu Centrul de Cercetări ELI-NP și cu celelalte institute. Există deja această idee aici – Ministrul Adrian Curaj o numește Laser Valley – și au cuplat și Consiliul Județean Ilfov, și Primăria Măgurele, s-a format deja Măgurele Science Park.
Pentru a aplica la Proiecte, ideea este să facem un studiu de fezabilitate pentru a porni la construcții, investiții – este vorba de un proiect de aproximativ un miliard de Euro. Sigur, aici vorbim de etapa a doua. Dar menirea Centrului ELI-NP este să strângă laolaltă încă de pe acum aceste companii de înaltă tehnologie, mai mici sau mai mari, la Măgurele.
Pentru încheiere, o întrebare directă: cât de mare speranță vă puneți într-un răspuns rapid și bun al industriei la fizica pe care o facem la Măgurele?
Nicolae Victor Zamfir: Există un interes foarte mare. Sunt deja peste 80 de firme interesate. Și eu sunt sigur că, având sprijin guvernamental (așa cum am spus, Ministrul Curaj sprijină Proiectul), având sprijinul organelor locale, (Consiliul Județean și Președintele Marian Petrache, Primăria Măgurele), se va realiza acest proiect de mare anvergură din jurul Platformei de cercetare de la Măgurele, care să fie completată de această platformă de firme de înaltă tehnologie.
Ceea ce ne face să reluăm un lucru care s-a spus mereu la Măgurele: aici nu se face „artă pentru artă” și nici știință pentru știință. De când a debutat fizica la Măgurele acum 60 de ani, tot ce s-a făcut a fost…
Nicolae Victor Zamfir: … ca să fim utili. Să fim direct utili societății.
