Tento článek je součástí Special Reportu: Výzkumné infrastruktury jako klíčový hráč při řešení globálních výzev
Evropská laserová zařízení jsou těmi nejpokrokovějšími na světě, jedno z nich se přitom nachází jen pár kilometrů od Prahy, v Dolních Břežanech. S pomocí laserů mohou vědci urychlit pohyb protonů, provádět jadernou fúzi nebo vyrábět čipy, vysvětluje v rozhovoru Allen Weeks.Allen Weeks je generálním ředitelem evropského laserového konsorcia ELI ERIC (Extreme Light Infrastructure – European Research Infrastructure Consortium), které sdružuje špičková laserová centra ve třech zemích EU. Rozhovor se uskutečnil při příležitosti Mezinárodní konference o výzkumných infrastrukturách ICRI 2022. Dovolím si začít trochu hloupou otázkou. K čemu je vlastně ELI – extrémní světelná infrastruktura – dobrá? Používání extrémního světla je pochopitelně velice užitečné ve výzkumu. Jsme největší a nejpokročilejší laboratoří světa, která dělá výzkum právě za použití laserů. A lasery, které máme k dispozici, jsou obrovské, ještě větší než místnost, kde nyní sedíme (rozhovor se uskutečnil v konferenčním salónku brněnského Hotelu Passage – pozn. red.). Mají také obrovskou intenzitu, a to v řádech petawattů. Jeden petwatt představuje stokrát více energie, než jakou celý svět právě teď spotřebovává. Je to tedy obrovské množství energie, která je stlačena do velmi krátkého časového úseku o délce asi biliontiny sekundy. Za biliontinu sekundy tak získáte extrémně intenzivní puls, který pak můžete použít v celé řadě oborů – od fyziky přes chemii až po astrofyziku.
Laserové technologie jsou v současné době jednou z nejdůležitějších technologií na světě a v komerčním světě přinášejí obchod v hodnotě bilionu dolarů. Lasery jsou klíčové k výrobě čipů, a ty jsou dnes všude – i v tom telefonu, kterým si náš rozhovor natáčíte.Podtitulem konference, kde se setkáváme, je jak mohou výzkumné infrastruktury pomoci světu řešit globální výzvy, jako jsou pandemie, války či energetická krize. Kde vidíte roli laserů? Výzkum, který provádíme, je velice široký, nemáme jen jeden laser. Zařízení máme kousek za Prahou, další je v Maďarsku a třetí roste v Rumunsku. Zaměřujeme se na biologický výzkum, studujeme viry a vystavujeme je vysokým hodnotám energie. Musíme si uvědomit, že laserové pulsy jsou velice krátké a můžeme dík nim vidět věci, které se odehrávají v obrovské rychlosti. Můžeme například sledovat, jak se molekuly rozbíjí či jak se spojují s jinými. To je samozřejmě velice důležité v medicíně a farmakologii. S lasery také můžeme urychlovat protony a neutrony. A jak možná víte, onkologická léčba využívá protonovou terapii, i tam je tedy prostor pro práci s lasery.
Konkrétní příklad máme i v energetice. Asi znáte systém fúze, který se používá v jižní Francii, kde mají obrovský magnet, tokamak. Takže to je jeden způsob, jak k fúzi přistupovat. Další cestou, která je podle nás slibnější, je dělat fúzi s pomocí obrovského laseru, jako máme tady v ELI. Ten můžeme zaměřit na malý cíl a vytvořit fúzní reakci. Ve Spojených státech už to zkusili. Fúze je tedy další oblastí, která je pro lasery velice zajímavá.Výzkumné infrastruktury nesmí být jen na západě
Zmínil jste, že laserová zařízení jsou v Česku, Maďarsku, další roste v Rumunsku… Znamená to, že každé se zaměřuje na nějakou oblast a rozdělují si práci? Ano, vzájemně se doplňují, rozhodně neopakují tu stejnou práci. V Česku máme ty nejsilnější lasery, které používáme například v plazmové fyzice. Laser v Maďarsku se zase specializuje na velice krátké časové úseky, nazýváme je attosekundy. Jedná se o nejkratší časovou stopu, kterou jako lidstvo můžeme fyzicky změřit. V Rumunsku laserové centrum teprve vzniká a máme v plánu se tam věnovat akcelerátorům a jaderné fyzice.A proč se tato laserová centra nachází právě v těchto třech státech? Má to nějaké odůvodnění? Je pro to hned několik dobrých důvodů. Zaprvé, pokud se podíváte po Evropě, zjistíte, že většina velkých výzkumných infrastruktur je v Německu a Francii. Objevila se proto myšlenka, že bychom měli umisťovat výzkumné infrastruktury i do ostatních zemí. S tím je spojený druhý faktor. Země jako Česko, Maďarsko nebo Rumunsko mají přístup k evropským kohezním fondům, jejichž účelem je mimo jiné podpora infrastruktury – ať už je to infrastruktura silniční nebo třeba výzkumná. Dalším důvodem je, že Česká republika a podobné státy mají ambice v rozvoji lidského kapitálu, chtějí si budovat vlastní expertízu a znalosti, které se teď koncentrují v jiných státech, jako jsou Německo, Francie, Velká Británie nebo Spojené státy. Technologie a znalosti k vám ale nepřijdou jen tak, musíte nejprve investovat a vytvořit pro ně podmínky. V Dolních Břežanech se začalo stavět před deseti lety a teď máme kousek od Prahy světové experty na lasery. A chceme přilákat další.Výzkumné infrastruktury jsou pilířem evropské konkurenceschopnostiVýzkumné infrastruktury tedy neslouží jen výzkumu, ale mohou se podílet na rozvoji celého regionu, chápu to správně?Výzkumná infrastruktura v Dolních Břežanech je vědecký projekt a její hlavní smysl je dělat excelentní vedu. Je ale pravda, že dopady jsou širší. Tam, kde dnes stojí laserové centrum, byl dříve opuštěný prasečák. Nebylo to tam vůbec hezké. O pouhých deset let později, a vidíte, že se z toho stalo luxusní předměstí Prahy, ve kterém lidé chtějí žít a pracovat. Samozřejmě to není jen kvůli laserovému centru, ale i kvůli tomu, že vedení města pochopilo, o jakou příležitost se jedná.České laserové centrum se stalo součástí evropského konsorcia ELI ERIC. Co z toho vyplývá?Konsorcium evropských výzkumných infrastruktur bylo založeno s tím záměrem, aby spojilo zařízení v Česku, Maďarsku a Rumunsku do jedné organizace. Do konsorcia se připojují i další země jako Itálie, Litva, Německo a Bulharsko.Proč je dobré být součástí takového konsorcia? Víte, když provozujete taková zařízení, pro jednu zemi to znamená obrovský náklad. Pokud se tedy na provozu podílí více zemí, můžete si i rozdělit náklady. Naše projekty se díky tomu stanou světovou špičkou v oblasti technologií.Chcete říct, že ani za hranicemi Evropy nenajdeme žádné konkurenty s lepšími laserovými technologiemi? Máme tu tři zařízení a každé to zařízení je ve svém oboru tím nejpokrokovějším na světě, včetně Spojených států či Číny. Evropa je tak v laserové vědě obrovsky napřed, v porovnání se Spojenými státy možná o šest či deset let. Máme tak značnou výhodu, ze které může těžit nejen věda, ale i průmysl, a tuto výhodu si musíme zachovat, lákat špičkové vědce a rozvíjet se.Kdo vlastně laserovou výzkumnou infrastrukturu v Evropě financuje? Provozní náklady pokrývají členské země konsorcia, jejichž klub se zřejmě rozroste o další členy, včetně Německa.A co Evropská unie, ta má nějakou roli? ELI patří členským státům a je řízena členskými státy. ELI je zároveň konsorciem evropské výzkumné infrastruktury, což je právní entita vytvořená evropskou regulací. Na regulaci dohlíží EU a Evropská komise rozhoduje, kdo se může konsorciem stát. Na specifický výzkum může dostávat od Evropské komise také podporu, a to skrze program Horizont Evropa.