W Polsce powstanie laser najnowszej generacji

"Lasery na swobodnych elektronach (FEL) to wielkie mikroskopy pozwalające śledzić dynamikę nanostruktur w skali czasowej mierzonej w femtosekundach. (...) Spójne światło o płynnie regulowanej długości fali - od ultrafioletu aż do rentgenowskich długości poniżej 1 nm - pozwala na trójwymiarowe obrazowanie struktur na poziomie pojedynczych atomów" - tłumaczy rzecznik. Jego zdaniem, wprowadzają one "czwarty wymiar do badań nad procesami biologicznymi na ich najbardziej fundamentalnym poziomie, a nawet do badań przebiegu reakcji chemicznych".

"Skonstruowanie takich urządzeń otwiera zupełnie nowy obszar badań, którego zakres trudno obecnie nawet sobie wyobrazić - piszą na stronie projektu specjaliści z IPJ. - Intensywność i jakość wytwarzanego przez nie promieniowania przewyższa tysiące razy obecne źródła. W niektórych przypadkach umożliwia uzyskanie promieniowania w zakresie obecnie praktycznie niedostępnym, jak zakres terahercowy. W fizyce, chemii, biologii, materiałoznawstwie, badaniach środowiska i medycynie lasery na swobodnych elektronach pozwolą na nowe spojrzenie do wnętrza żywych komórek, molekuł i materiałów, umożliwią badanie ich struktur oraz zachodzących tam reakcji".

FEL - przekonuje Pawłowski - umożliwią m.in. terapię przeciwnowotworową polegającą na wprowadzaniu do organizmu nanoplatform aktywowanych następnie światłem laserowym. Pozwoli to na obrazowanie narządów wewnętrznych przy bardzo niskim ryzyku napromieniowania oraz dostrojenie długości fali promieniowania tak, by uzyskać selektywne, bezpośrednie niszczenie chorych komórek przy minimalnym uszkodzeniu otaczającej, zdrowej tkanki.

Rzecznik IPJ informuje, że prowadzone są również prace nad zastosowaniem lasera na swobodnych elektronach do chirurgii otolaryngologicznej, by zminimalizować ryzyko uszkodzenia przez lekarza strun głosowych, co nierzadko prowadzi do nieodwracalnej utraty głosu. Chirurgia wykorzystująca FEL nie tylko zapobiegałaby temu ryzyku, ale nawet umożliwiła np. usunięcie już istniejących blizn.

Naukowcy zauważają, że zakres terahercowy jest typowy dla częstotliwości drgań cząsteczek cieczy i wielu molekuł, więc promieniowanie takie może służyć do identyfikacji szkodliwych związków chemicznych np. metali ciężkich (takich jak ołów i kadm) czy izotopów radioaktywnych, pochodzących albo ze źródeł naturalnych, albo uwolnionych w wyniku awarii reaktora jądrowego. FEL pomogą też w badaniach atmosfery - detekcji i mapowaniu w czasie rzeczywistym procesów w niej zachodzących.

"Zakres terahercowy (fale o wysokiej częstotliwości, niewidzialne dla oka i nieszkodliwe - PAP) jest też przedmiotem dużego zainteresowania służb specjalnych - terahercowa bramka na lotnisku mogłaby teoretycznie pozwolić na identyfikację nawet śladowych ilości substancji chemicznych wnoszonych przez człowieka na pokład samolotu" - dodaje dr Pawłowski.

Dla polskich fizyków budowa POLFEL-a nie będzie pierwszym tego typu zadaniem. Doświadczenie zdobywają bowiem uczestnicząc w trwających obecnie pracach nad podobnym urządzeniem w Hamburgu. Z ich udziałem powstaje tam laser XFEL - największy z planowanych w ramach projektu IRUVX.

Prace nad projektem IRUVX koordynuje konsorcjum EuroFEL.

Pawłowski dodaje, że udział IPJ w projekcie IRUVX został już pozytywnie zaopiniowany przez Interdyscyplinarny Zespół ds. Infrastruktury Badawczej i Polityki Naukowej MNiSW. Plany budowy przedstawiono także na pierwszym walnym zgromadzeniu konsorcjum EuroFEL, które odbyło się w połowie marca w Trieście.(PAP)