Gorące tematy: Wolni i Solidarni Smoleńsk Zostań BLOGEREM! RSS Kontakt
Uwaga! Wygląda na to, że Twoja przeglądarka nie obsługuje JavaScript. JavaScript jest wymagany do poprawnego działania serwisu!
3728 postów 1777 komentarzy

Bogusław Jeznach

Bogusław Jeznach - Dzielić się wiedzą, zarażać ciekawością.

Sezamie, otwórz się

ZACHOWAJ ARTYKUŁ POLEĆ ZNAJOMYM

FIZYKA DLA LAIKA (8) Na Bliskim Wschodzie, w zapalnym rejonie świata, gdzie nikt by się tego nie spodziewał, powstaje nowy synchrotron elektronowy

 

Wzgórza oddalone o 30km na północny zachód od Ammanu, stolicy Jordanii, są miejscem cudu naukowej dyplomacji, któremu na imię Sezam. Projekt budowy najbardziej politycznie niepewnego na świecie akceleratora cząstek elementarnych ma już 20 lat. Aby zrozumieć, dlaczego tak się to ślimaczy wystarczy spojrzeć na listę dziewięciu państw, które się w ten projekt zaangażowały. Izrael, Iran i Autonomia Palestyńska są raczej znane jako strony konfliktu niż współpracy. Turcja nie uznaje Cypru, ale zasiada wraz z nim nad tym projektem. Dodajmy do tego Jordanię, Egipt, Bahrejn i Pakistan. Mimo takiej listy uczestników projekt w końcu doszedł do skutku. Z końcem roku 2016 pierwsze elektrony pomknęły po 133-metrowym okręgu torusa. Sukces! 

 

Sezam z zewnątrz…

 

Synchrotrony elektronowe to mniejsi krewni synchrotronów protonowych, takich jak słynny Wielki Zderzacz Hadronów (Large Hadron Collider, LHC) w pobliżu Genewy. O ile te większe służą do testowania granic fizyki, to te mniejsze służą do badania struktury materiałów. W kolistej a szczelnej zagrodzie z potężnych elektromagnesów, krążące z ogromną prędkością elektrony emitują promieniowanie o częstotliwości w zakresie od podczerwieni do promieni Roentgena. Pozwala to przyjrzeć się bliżej wszystkiemu co można znaleźć w przyrodzie, od twardych metali po miękkie tkanki.  Promieniowanie w synchrotronie jest o wiele bardziej intensywne niż z jakichkolwiek innych dostępnych źródeł, co pozwala badaczom na zbieranie danych o wiele szybciej i z o wiele mniejszych próbek. Pozwala ono również penetrować każdą materię głębiej i dociekać jej drobniejszych cech szczegółowych.

Na świecie istnieje obecnie około 60 synchrotronów elektronowych, ale na Bliskim Wschodzie nie było dotąd żadnego. Są to urządzenia ogólnie bardzo drogie, ale Sezam jest tańszy niż większość z nich. Budowa brytyjskiego Diamond Light Source dziewięć lat temu kosztowała 330 milionów $.  Sezam zbudowano za 79 mln $. Po części dzięki niższym kosztom robocizny w Jordanii, ale również dzięki mniej ambitnym wymaganiom i założeniom. Sporą rolę w obniżeniu kosztów odegrała jednak również inicjatywa i pomysłowość budowniczych Sezamu.   

Projekt ma długą historię. Do zbudowania synchrotronu na Bliskim Wschodzie wezwał po raz pierwszy ponad 25 lat temu pakistański fizyk-noblista Abdus Salam (1926-96), profesor Oxfordu  {który notabene był bliskim współpracownikiem i przyjacielem Władysława Turowicza (1908-80),  polskiego inżyniera i lotnika, Sybiraka, który został generałem i pierwszym dowódcą pakistańskich Sił Powietrznych, ponieważ je stworzył od podstaw (sic !)}. W roku 1997 dwaj inni fizycy, Herman Winick i Gustaw-Adolf Voss zasugerowali, aby na Bliski Wschód przenieść z Berlina nietknięty tam jeszcze akcelerator imieniem BESSY I, który był przeznaczony do rozbiórki i miał być zastąpiony przez inne urządzenie. Pomysł Winicka i Vossa poległ jednak w roku 2002, kiedy podjęto decyzję o budowie pod Ammanem większego synchrotronu od samego początku. BESSY I przydał się jednak i stał się częścią Sezamu. Służy mianowicie do wstępnego rozpędzania elektronów zanim nada się im pełną energię w głównym pierścieniu (torusie). Szef Sezamu Sir Christopher Llewellyn Smith stwierdził, że to pozwoliło zaoszczędzić na projekcie 4 miliony $. Przydały się również i inne tanie elementy z rozmontowywanych synchrotronów w USA, Francji, Włoszech, Wielkiej Brytanii i Szwajcarii. 

Nawet jednak jeśli Sezam wypadł przez to dużo taniej w budowie niż inne, jemu podobne projekty, uzbieranie potrzebnych na to sum wcale nie było łatwe. Dziewięciu udziałowców zgodziło się wnosić coroczne wpłaty w nierównych, ale trwale ustalonych wysokościach. Wprawdzie banki odmówiły obsługiwania składki Iranu, obawiając się sankcji ze strony USA, ale udało się zebrać od członków konsorcjum początkowe 48 mln $. Unia Europejska dorzuciła ponad 10 mln $, z czego sporą część i tak wziął sobie CERN, organizacja, która zarządza genewskim LHC, a to z tytułu projektowania i nadzoru nad budową elektromagnesów tworzących torus Sezamu. Poza tym, dla opanowania kosztów eksploatacyjnych kierownictwo projektu ma również plan zbudowania sporej elektrowni słonecznej w celu dostarczania prądu dla potrzeb synchrotronu. Sezam byłby więc pierwszym na świecie akceleratorem zasilanym wyłącznie energią odnawialną i bezodpadową. 

Wokół Sezamu zebrało się spore grono badaczy wyspecjalizowanych w inżynierii synchrotronowej. Sir Christopher, czyli prof. Smith, który był dyrektorem generalnym CERN w latach 1994-98, sporo wie na temat takich instalacji. W przyszłym roku zresztą  jeden z jego następców w CERN – Rolf Dieter Heuer (DG CERN w latach 2009-2015) zastąpi 75-letniego Sir Christophera na stanowisku szefa projektu Sezamu.

 

…i wewnątrz

 

Elektrony Sezamu będą miały energie rzędu 2,5 miliarda elektronowoltów, bo takimi jednostkami zwykle opisuje się  te parametry. To dużo. Stosując słynne równanie Einsteina e=mc2, gdzie e to energia, m to masa, a c to prędkość światła, oznacza to, że elektron krążący w pierścieniu Sezamu będzie ważył 5000 razy więcej niż w stanie spoczynku. Promieniowanie generowane przez takie elektrony będzie wyłapywane w różnych punktach torusa dla odprowadzenia z nich tzw. „linii promienistych” np. dla krystalografii roentgenowej. Na początek Sezam będzie tworzył dwie takie linie promieniste. Jedną pobiegnie światło podczerwieni do mikroskopu, a druga będzie przepuszczać promienie Rtg przez próbki, zarówno organiczne jak i nieorganiczne. W następnych trzech latach zaplanowane są kolejne dwie linie, które będą kosztować 15 mln $. Teoretycznie na Sezamie można posadzić nawet ponad 20 takich linii, dla róznych odprysków promieniowania. Jednym z miejscowych zastosowań może być np. analiza znalezisk archeologicznych. Przy pomocy promieni wygenerowanych w synchrotronie odczytywano już przecież treści na słynnych zwojach z Qumran znad Morza Martwego, zbyt starych i kruchych, aby ryzykować ich rozwijanie.   

Same takie linie promieniste nie są bynajmniej jedynym planem Sezamu. Projekt obejmuje ogromne spectrum prac  i zadań ze strony zespołów pracujących na Bliskim Wschodzie. Będzie to również neutralne miejsce spotkań naukowców z tego rejonu, co także rodzi swoiste nadzieje. „Mówimy wszyscy tym samym językiem – językiem nauki” – cieszy się Roy Beck z Uniwersytetu w Tel Awiwie. 

Badacze tak wysoko cenią promieniowanie wytwarzane w synchrotronach, że latają po całym świecie byleby skorzystać z dostępnych wolnych mocy i okazji, a także aby zyskać na czasie dla swoich próbek. Dotychczas ci z nich, którzy podróżowali do różnych synchrotronów z paszportami bliskowschodnimi, zwłaszcza arabskimi lub irańskimi,  mieli często problemy wizowe większe niż naukowcy z innych regionów świata. Obecnie mając synchrotron u siebie będą mogli szybko wykonywać badania nie narażając się na żmudne i długie procedury imigracyjne i zbyt drobiazgowe, a często i upokarzające kontrole, z jakimi stykają się na Zachodzie.  (BJ)

 

 

Jordański fizyk dr Khaled Toukan (223 cm wzrostu) jako gospodarz Sezamu i japoński dyplomata Yukiya Amano, dyrektor generalny Międzynarodowej Agencji Energii Atomowej na otwarciu Sezamu

 

 

W cyklu FIZYKA DLA LAIKA na moim blogu ukazały się dotąd następujące pozycje:

01.Kilogram według Plancka (15.07.2011)

02.Kwadrans dla antymaterii (11.08.2011)

03.Czas w dobrą stronę (24.09.2012)

04.Przyśpieszone wzbudzeniem (5.02.2015)

05.Wszechobecna grawitacja (3.12.2015)

06.Wielka tajemnica wody (7.04.2016)

07.Demony Dimony (28.07.2016)

08.Sezamie, otwórz się (5.01.2017)

 

 

 

KOMENTARZE

  • Oby taka współpraca była przykładem dla innych.
    Jest to jednak dziwne, że współpraca ta doszła do skutku, mimo jasnych sygnałów o politycznych realiach planów dzielenia narodów.

    Oczywiście jak zwykle *5 :)
  • Sezamie otwórz się!!!!
    U nas jest niemożliwe, nieosiągalne otwarcie takiego Sezamu.

    Sezam się otwiera na poziomie słonecznym, a my mamy powszechnie obowiązujące liczenie metryczne i siedzenie cicho w piwnicy poniżej
    Punktu startowego:))
    Pozdrawiam Autora 5*****

OSTATNIE POSTY

więcej

ARCHIWUM POSTÓW

PnWtŚrCzPtSoNd
 123456
78910111213
14151617181920
21222324252627
28293031