البنية التحتية للضوء الشديد

تُعدّ البنية التحتية للضوء الشديد ( ELI) منظمة بحثية تمتلك أكبر مجموعة من أجهزة الليزر عالية الطاقة في العالم. [ 1 ] تُشغّل ELI العديد من أنظمة الليزر عالية الطاقة وعالية معدل التكرار، مما يُتيح إجراء البحوث في العلوم الفيزيائية والكيميائية والمادية والطبية. [ 2 ]

يُعدّ مركز ELI جزءًا من اتحاد البنية التحتية البحثية الأوروبية (ERIC)، ومنه اشتق اسمه الرسمي واختصاره: ELI ERIC. يتألف هذا الاتحاد من ثلاثة مرافق متكاملة، [ 3 ] بالإضافة إلى تعاونه مع جامعات ومختبرات بحثية حول العالم. أحد هذه المرافق هو ELI Beamlines ، الواقع خارج براغ في دولني بريزاني ، جمهورية التشيك ؛ [ 4 ] ومرفق آخر، هو ELI ALPS (مصدر نبضات الليزر الأتوثانية)، يقع في سيجد ، المجر ؛ [ 5 ] أما المرفق الثالث فيقع في ماغوريل ، رومانيا (ELI Nuclear Physics، ويُختصر إلى ELI NP ). [ 6 ]

تاريخ

في الفترة من 2007 إلى 2010، دخل مشروع ELI مرحلة تحضيرية ممولة من المفوضية الأوروبية ، ضمت 40 مختبراً من 13 دولة. وكان جيرار مورو ، صاحب فكرة مشروع ELI، منسق المرحلة التحضيرية. [ 7 ]

في اجتماع اللجنة التوجيهية الذي عُقد في براغ في أكتوبر/تشرين الأول 2009، منح اتحاد المرحلة التحضيرية لمشروع ELI رسميًا تفويضًا إلى جمهورية التشيك والمجر ورومانيا للمضي قدمًا في بناء المشروع. [ 8 ] وفي 10 ديسمبر/كانون الأول 2010، مع انتهاء المرحلة التحضيرية، سُلِّم المشروع بالكامل إلى اتحاد تسليم مشروع ELI، الذي ضم ممثلين عن الدول المضيفة الثلاث. وقد منحت المفوضية الأوروبية تمويل الصندوق الأوروبي للتنمية الإقليمية لمرفق ELI-Beamlines في جمهورية التشيك في 20 أبريل/نيسان 2011، تلاه تمويل مرفق ELI-Nuclear Physics في رومانيا في 18 سبتمبر/أيلول 2012. أما تمويل مرفق ELI-ALPS في المجر فقد مُنح في أوائل عام 2014.

تأسست جمعية ELI Delivery Consortium International Association (ELI-DC) غير الربحية في 11 أبريل 2013. وفي 30 أبريل 2021، منحت المفوضية الأوروبية ELI الوضع القانوني لـ ERIC. [ 9 ]

مرافق أبحاث ELI

خطوط شعاع ELI

يقع مركز ELI Beamlines في دولني بريزاني بالقرب من براغ ، في جمهورية التشيك . يُشغّل المركز أنظمة ليزر فيمتوثانية عالية القدرة الذروية، تتميز بطاقة عالية ومعدل تكرار عالٍ، بالإضافة إلى مصادر ثانوية (أشعة سينية وجسيمات مُسرّعة). [ 10 ] افتُتح المركز عام 2015، وبدأت التجارب عليه عام 2018. يضم المركز أربعة مصادر أولية، وسبعة مصادر ثانوية، وخمس محطات طرفية علمية ومنصات تجريبية. [ 11 ]

مصادر الطاقة الأولية لخطوط حزم ELI

ليزر L1 ALLEGRA – تيراواط، 100 ملي جول، 1 كيلو هرتزالحالة: قيد التشغيل – طُوّر ليزر L1 ALLEGRA داخليًا بواسطة فريق ليزر ELI Beamlines. [ 12 ] يعتمد مفهوم الليزر كليًا على تضخيم نبضات بيكوثانية ذات تردد متغير في سلسلة تضخيم نبضات متغيرة التردد بصريًا (OPCPA) تتكون من سبعة مضخمات. تُضخ مراحل تضخيم OPCPA بنبضات بيكوثانية متزامنة بدقة، مُولّدة بواسطة أنظمة ليزر Yb:YAG المتطورة القائمة على الأقراص الرقيقة. [ 13 ]

ليزر L2 DUHA – 100 تيراواط، 2 جول، 50 هرتزالحالة: قيد التشغيل – صُمم ليزر L2 DUHA لتوفير نبضات بمستوى 100 تيراواط بمعدل تكرار عالٍ (50 هرتز) عند 820 نانومتر، ويقع بين ليزري L1-ALLEGRA وL3-HAPLS من حيث ذروة الطاقة. [ 14 ] يُعد L2-DUHA أحدث أنظمة الليزر من ELI Beamlines، وهو قيد التطوير حاليًا ومن المتوقع اكتماله في النصف الأول من عام 2024. [ 15 ]

نظام ليزر L3 HAPLS – ليزر بقوة 1 بيتاواط، 30 جول، 10 هرتز – الحالة: قيد التشغيل – طُوّر هذا النظام الليزري في مختبر لورانس ليفرمور الوطني ، بالتعاون مع شركة ELI Beamlines في تطوير ضاغط نبضات البيتاواط، وتشخيص النبضات القصيرة، وأنظمة التحكم والتوقيت الخاصة بها. [ 16 ] تُعدّ هذه المصفوفات من أعلى مصفوفات ثنائيات ليزر نبضية ذات قدرة ذروة في العالم. [ 17 ]

ليزر L4 ATON – 10 بيتاواط، 2 كيلوجول – الحالة: قيد التشغيل – صُمم نظام الليزر هذا لتوليد طاقة ذروة عالية للغاية تبلغ 10 بيتاواط في نبضات مدتها 150 فيمتوثانية، وطاقة نبضة 1.5 كيلوجول، ومعدل تكرار نبضة واحدة في الدقيقة. [ 18 ] تم بناء الليزر بواسطة اتحاد شركتي National Energetics (الولايات المتحدة الأمريكية) وEKSPLA (ليتوانيا)، بمساهمة كبيرة من شركة ELI Beamlines، التي طورت ضاغط 10 بيتاواط وشاركت في تطوير العديد من الأنظمة الفرعية، بما في ذلك مضخمات OPCPA الأولية، وأنظمة التشخيص، ونظام التحكم الإلكتروني المتكامل. [ 19 ]

إيلي-ألبس

يقع مركز أبحاث ELI-ALPS في مدينة سيجد ، جنوب المجر . ويضم المركز أجهزة ليزر تُستخدم لتوليد نبضات فائقة الشدة وقصيرة للغاية من ضوء الليزر وجسيمات كهرومغناطيسية متنوعة. [ 20 ] وتغطي هذه النبضات فائقة السرعة وعالية التكرار طيفًا كهرومغناطيسيًا واسعًا ، بدءًا من ترددات تيراهيرتز (من 10 هرتز  إلى أطوال موجات الأشعة السينية (10 18 إلى10-19 هرتز  ) . [ 21 ] يضم المرفق مجموعة متنوعة من أنظمة الليزر عالية الطاقة، مما يسمح بإجراء دراسات معمقة للديناميكيات المتضمنة في التفاعلات بين الضوء والمادة. تشمل هذه الدراسات السرعات غير النسبية والنسبية، مما يتيح دراسة الظواهر التي تحدث على نطاقات زمنية قصيرة تصل إلى بضع فيمتوثانية . [ 22 ] افتُتح المرفق في عام 2017، وبدأت تجارب المستخدمين في عام 2018.

أنظمة ليزر ELI-ALPS
مصدر ليزرالطول الموجي المركزيطاقة النبضمدة النبضةمعدل التكرارذروة الطاقةمتوسط ​​القدرة
HR 11030 نانومتر1 ملي جول7 fs100 كيلو هرتز200 جيجاواط100 واط
HR 21030 نانومتر5 ملي جول6.7 fs100 كيلو هرتز1 تيراواط500 واط
سيلوس 2900 نانومتر35 مللي جول7 fs1 كيلو هرتز5 تيراواط35 واط
محاذاة سيلوس850 نانومتر40 مللي جول12 fs10 هرتز3 تيراواط0.4 واط
HF PW800 نانومتر34 J17 fs10 هرتز2 PW340 واط
مير2.8–4 ميكرومتر150 ميكرو جول40 fs100 كيلو هرتز3 جيجاواط15 واط
مضخة تيراهيرتز1 ميكرومتر500 مللي جول500 fs50 هرتز1 تيراواط25 واط

ELI NP

يقع مركز ELI NP (الفيزياء النووية) في ماغوريل ، رومانيا . وسيضم جهازين، أحدهما ليزر عالي الكثافة للغاية، حيث يتم جمع حزمتين من ليزرين بقوة 10 بيتاواط بشكل متماسك للحصول على شدات من رتبة 10²³تبلغ كثافة الطاقة 10²⁴ واط  /سم² ، ويتم الحصول على حزمة أشعة غاما شديدة الكثافة والسطوع عن طريق التشتت العكسي غير المتماسك لضوء الليزر من حزمة إلكترونية ساطعة من مُسرِّع خطي تقليدي . [ 23 ] تشمل التطبيقات الفيزياء الأساسية الرائدة، والفيزياء النووية الحديثة ، والفيزياء الفلكية ، والمواد النووية، وإدارة النفايات المشعة . يُعدّ مشروع ELI NP أكبر استثمار على الإطلاق في البحث العلمي في رومانيا ، بتمويل مشترك من المفوضية الأوروبية والحكومة الرومانية من الصناديق الهيكلية عبر الصندوق الأوروبي للتنمية الإقليمية (ERDF). [ 24 ]

في قرار اتُخذ خلال الاجتماع الثامن للجمعية العامة لشبكة ELI ERIC في 13 يونيو 2023، قُبلت رومانيا كمراقب مؤسس في الشبكة. [ 25 ] وسيتم دمج المنشأة في منظمة ELI ERIC على مدى السنوات الثلاث المقبلة. [ 26 ]

جدل ELI-NP

كانت رحلة رومانيا للانضمام إلى تحالف ELI ERIC مثيرة للجدل بسبب خلاف قانوني مطوّل حول بناء حزمة أشعة غاما في منشأة ELI-NP. [ 27 ] وقد تورط المعهد الوطني للفيزياء في رومانيا، IFIN-HH، وتحالف EuroGammaS في هذا النزاع، [ 28 ] الذي تصاعد إلى نزاع قانوني أوسع نطاقًا شمل خلافات تعاقدية. وبلغ الخلاف ذروته عندما أوقف تحالف EuroGammaS الفرنسي الإيطالي العمل على حزمة أشعة غاما، [ 29 ] [ 30 ] مدعيًا عدم مطابقة المبنى لمواصفات المعدات. وردًا على ذلك، طالب IFIN-HH بفرض غرامات تأخير، بل وألمح إلى إلغاء العقد البالغ 67 مليون يورو. وكرد فعل مضاد، رفع تحالف EuroGammaS دعوى قضائية في بوخارست، مطالبًا بتمديد العقد وسداد الغرامات. [ 31 ]

أدت هذه الخلافات إلى استبعاد رومانيا من اتحاد ELI-ERIC عند إطلاقه رسميًا عام 2021. وفي مايو/أيار من العام نفسه، حدث تحولٌ هامٌّ عندما تقدمت جمهورية التشيك والمجر وإيطاليا وليتوانيا، إلى جانب المملكة المتحدة كمراقب مؤسس، بطلب إلى المفوضية الأوروبية لتشكيل اتحاد ELI-ERIC، مستبعدةً رومانيا. [ 32 ] قوبل هذا الاستبعاد بمعارضة من إدارة ELI-NP، التي انتقدت القرار باعتباره محاولةً "لعزل" منشأة بوخارست، ودعت إلى رفض الطلب. [ 33 ] وقد أدى التقاضي المستمر والفروقات السياسية الدقيقة إلى انقسامٍ حاد. شعرت رومانيا بالصدمة من قرار المضي قدمًا بدونها، بينما ادعى الاتحاد أن الجهات الرومانية المعنية كانت على علمٍ بالأمر. إضافةً إلى ذلك، كانت هناك رؤى متباينة حول الاستقلالية التشغيلية لكل موقع ليزر داخل ERIC. فبينما دعت جمهورية التشيك والمجر إلى منشأة دولية متكاملة، سعت رومانيا إلى مزيدٍ من الاستقلالية، بهدف الاستفادة من فائض تمويلها لدعم مشاريع البحث المحلية. [ 34 ]

حصلت رومانيا منذ ذلك الحين على صفة "مراقب مؤسس" في الكونسورتيوم، وهو ما قد يُفضي في نهاية المطاف إلى عضوية كاملة في المنظمة. [ 35 ] بعد إنهاء عقد يورو جاماس، نُقلت المسؤولية إلى شركة أمريكية، هي لينسيان تكنولوجيز، بموجب صفقة بلغت قيمتها 42 مليون يورو. واستمر الجدل مع إعلان لينسيان إفلاسها، مما ترك مشروع أشعة جاما في حالة من الترقب. [ 36 ] [ 37 ] كما تُشكل الضغوط المالية تحديًا كبيرًا، إذ يعتمد المشروع الذي تبلغ قيمته 300 مليون يورو اعتمادًا كبيرًا على الصناديق الهيكلية للاتحاد الأوروبي، مما يستلزم إنجازه بحلول عام 2023 للحفاظ على التمويل. [ 38 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. "التقرير السنوي لمركز معلومات البنية التحتية للضوء الشديد 2022-2023" (ملف PDF) . مركز معلومات البنية التحتية للضوء الشديد. 2022. ص  10.
  2. "التقرير السنوي لمركز معلومات البنية التحتية للضوء الشديد 2022-2023" (ملف PDF) . مركز معلومات البنية التحتية للضوء الشديد. 2022. ص 10. 
  3. "التقرير السنوي للبنية التحتية للضوء الشديد ERIC 2022-2023" (ملف PDF) . ELI ERIC. الصفحات 10-11 . 
  4. "التقرير السنوي لمركز معلومات البنية التحتية للضوء الشديد 2022-2023" (ملف PDF) . مركز معلومات البنية التحتية للضوء الشديد. صفحة 10. 
  5. "التقرير السنوي لمركز معلومات البنية التحتية للضوء الشديد 2022-2023" (ملف PDF) . مركز معلومات البنية التحتية للضوء الشديد. صفحة 11. 
  6. "التقرير السنوي لمركز معلومات البنية التحتية للضوء الشديد 2022-2023" (ملف PDF) . مركز معلومات البنية التحتية للضوء الشديد. صفحة 52. 
  7. "خلفية وتاريخ إيلي" . إيلي إريك .
  8. "ملخص التقرير النهائي - ELI-PP (المرحلة التحضيرية للبنية التحتية للضوء الشديد)" . المفوضية الأوروبية .
  9. «منحت ELI صفة ERIC» . المفوضية الأوروبية. 22 يونيو 2021.
  10. "التقرير السنوي لمركز معلومات البنية التحتية للضوء الشديد 2022-2023" (ملف PDF) . مركز معلومات البنية التحتية للضوء الشديد. صفحة 36. 
  11. "التقرير السنوي لمركز معلومات البنية التحتية للضوء الشديد 2022-2023" (ملف PDF) . 2022. الصفحات 40-43 . 
  12. "التقرير السنوي لمركز معلومات البنية التحتية للضوء الشديد 2022-2023" (ملف PDF) . مركز معلومات البنية التحتية للضوء الشديد . 2022. ص 39. 
  13. "التقرير السنوي لمركز معلومات البنية التحتية للضوء الشديد 2022-2023" (ملف PDF) . مركز معلومات البنية التحتية للضوء الشديد. 2022. ص 39. 
  14. "التقرير السنوي لمركز معلومات البنية التحتية للضوء الشديد 2022-2023" (ملف PDF) . مركز معلومات البنية التحتية للضوء الشديد. 2022. ص 39. 
  15. "التقرير السنوي لمركز معلومات البنية التحتية للضوء الشديد 2022-2023" (ملف PDF) . مركز معلومات البنية التحتية للضوء الشديد. 2022. ص 39. 
  16. "التقرير السنوي للبنية التحتية للضوء الشديد ERIC 2022-2023" (PDF) . 2022. ص 39. 
  17. "مختبر لورانس ليفرمور الوطني ينشر أعلى مصفوفات ثنائيات ليزرية ذات قدرة ذروة في العالم" . مختبر لورانس ليفرمور الوطني. 12 مارس 2015.
  18. "التقرير السنوي لمركز معلومات البنية التحتية للضوء الشديد 2022-2023" (ملف PDF) . مركز معلومات البنية التحتية للضوء الشديد. 2022. ص 39. 
  19. "التقرير السنوي لمركز معلومات البنية التحتية للضوء الشديد 2022-2023" (ملف PDF) . مركز معلومات البنية التحتية للضوء الشديد. 2022. ص 39. 
  20. "التقرير السنوي لمركز معلومات البنية التحتية للضوء الشديد 2022-2023" (ملف PDF) . مركز معلومات البنية التحتية للضوء الشديد. 2022. ص 24. 
  21. "التقرير السنوي لمركز معلومات البنية التحتية للضوء الشديد 2022-2023" (ملف PDF) . مركز معلومات البنية التحتية للضوء الشديد. 2022. ص 24. 
  22. "التقرير السنوي للبنية التحتية للضوء الشديد ERIC 2022-2023" (PDF) . 2022. ص 24. 
  23. "التقرير السنوي لمركز معلومات البنية التحتية للضوء الشديد 2022-2023" (ملف PDF) . مركز معلومات البنية التحتية للضوء الشديد. 2022. ص 52. 
  24. "ملخص ELI-NP" . ELI-NP . تم الاطلاع عليه بتاريخ 18 سبتمبر 2023 .
  25. "التقرير السنوي لمركز معلومات البنية التحتية للضوء الشديد 2022-2023" (ملف PDF) . مركز معلومات البنية التحتية للضوء الشديد. 2022. ص 52. 
  26. "التقرير السنوي لمركز معلومات البنية التحتية للضوء الشديد 2022-2023" (ملف PDF) . مركز معلومات البنية التحتية للضوء الشديد. 2022. ص 52. 
  27. برنت، توماس (15 يونيو 2023). "رومانيا ستحصل على صفة مراقب في اتحاد مرافق الليزر الأوروبي" . ساينس بيزنس .
  28. برنت، توماس (15 يونيو 2023). "رومانيا ستحصل على صفة مراقب في اتحاد مرافق الليزر الأوروبي" . ساينس بيزنس .
  29. برنت، توماس (15 يونيو 2023). "رومانيا ستحصل على صفة مراقب في اتحاد مرافق الليزر الأوروبي" . ساينس بيزنس .
  30. زوباسكو، فلورين (15 فبراير 2022). "من الأرشيف: حروب الليزر تستمر في أكبر بنية تحتية بحثية في أوروبا الشرقية" . ساينس بيزنس .
  31. برنت، توماس (15 يونيو 2023). "رومانيا ستحصل على صفة مراقب في اتحاد مرافق الليزر الأوروبي" . ساينس بيزنس .
  32. زوباسكو، فلورين (15 فبراير 2022). "من الأرشيف: حروب الليزر تستمر في أكبر بنية تحتية بحثية في أوروبا الشرقية" . ساينس بيزنس .
  33. "موقف ELI-NP بشأن طلب ELI-ERIC" (ملف PDF) . ELI NP . ص 2. 
  34. زوباسكو، فلورين (15 فبراير 2022). "من الأرشيف: حروب الليزر تستمر في أكبر بنية تحتية بحثية في أوروبا الشرقية" . ساينس بيزنس .
  35. برنت، توماس (15 يونيو 2023). "رومانيا ستحصل على صفة مراقب في اتحاد مرافق الليزر الأوروبي" . ساينس بيزنس .
  36. كارتليدج، إدوين (2 مارس 2022). "مشروع ليزر أوروبي يهتز بسبب احتمال فقدان شعاع أشعة جاما" . مجلة ساينس .
  37. برنت، توماس (15 يونيو 2023). "رومانيا ستحصل على صفة مراقب في اتحاد مرافق الليزر الأوروبي" . ساينس بيزنس .
  38. برنت، توماس (15 يونيو 2023). "رومانيا ستحصل على صفة مراقب في اتحاد مرافق الليزر الأوروبي" . ساينس بيزنس .