Synchrotróny štvrtej generácie – okná do sveta nanosveta

Národné centrum pre popularizáciu vedy a techniky v spoločnosti zorganizovalo v poradí 5. stretnutie osobnosti  vedy a techniky  s verejnosťou v rámci cyklu Veda v CENTRE.

Konalo sa 27. novembra 2008 o 16. hodine v konferenčnej sále Centra vedecko-technických informácií SR v rámci Týždňa vedy a techniky na Slovensku 2008. 

Dekan Prírodovedeckej fakulty Univerzity Pavla Jozefa Šafárika v Košiciach doc. RNDr. Pavol Sovák, CSc. sa vo svojej prednáške Synchrotróny štvrtej generácie – okná do sveta nanosveta  zameral na vznik röntgenového žiarenia a definíciu javu digrakcie, princíp elektrónového mikroskopu a difrakcie elektrónov, uviedol príklady pozorovaní. Upozornil na to, že hnacím motívom poznania ľudstva je zvyšujúca sa rozlišovaciu schopnosť našich zmyslov a prezentoval  konštrukciu transmisného mikroskopu „TEM“ a rastrovacieho mikroskopu „REM“.

Ďalej hovoril o synchrotrónovom žiarení ako ceste k zvýšeniu kvality lúča, konštrukcii synchrotrónu a druhoch synchrotrónov. Hlavnú pozornosť  sústredil na európske röntgenové laserové zariadenie na báze voľných elektrónov (X-ray Free Electron Laser Facility  - XFEL) v Hamburgu, princíp jeho činnosti a aplikácie.

Ide o projekt 3.7 km dlhého lineárneho urýchľovača elektrónov, ktorý má poskytovať tvrdé X-ray žiarenie výnimočných kvalít presahujúce všetky súčasné svetové zdroje. Kvalita žiarenia produkovaného XFEL bude o niekoľko rádov lepšia v porovnaní s najvýkonnejšími zdrojmi rtg žiarenia dneška, čo analogicky v budúcnosti povedie k prielomovým poznaniam v oblasti prírodných vied a k technologickému pokroku v krajinách zapojených do projektu. XFEL výrazne ovplyvní výskum atómov, iónov, molekúl a klastrov, výskum v oblasti fyziky plazmy, tuhých látok, optiky a nelineárnych procesov, chémie, štrukturálnej biológie a tiež materiálový výskum. 

Docent Sovák priblížil niektoré unikátne výsledky získané z FLASH – skúšobného prototypu XFEL. Prezentoval zobrazovanie štruktúry biologických preparátov. Jeden z kľúčových problémov ktorému čelí štrukturálna biológia je nemožnosť určenia štruktúry biologických makromolekúl, ktoré nie sú vo vykryštalizovanom stave (HIV viruses, human membrane proteins...). Pri použití extrémne intenzívneho a koherentného fs žiarenia (z XFEL) –záznam atomárnej štruktúry „non-crystalline samples“ pozostávajúcich len z niekoľkých a dokonca len z jedinej biomolekuly, je možný. 

Okrem významu pre astrofyziku, experiment potvrdil základné princípy kvantovej elektrodynamiky QED. Nanosvet je úžasná šanca pre ľudstvo. XFEL je nádej pre vedu a výskum.  Vidieť nové skutočnosti si vyžaduje robiť nové veci. Charakter vedeckej práce sa veľmi zmení.

Prednáška vzbudila veľký záujem účastníkov. V diskusii vyzdvihli zanietený prístup docenta Sováka.  Jeden z diskutujúcich vyslovil tiež obdiv a prekvapenie, že taký „robotník vedy“ vykonáva súčasne aj spoločensko-vedeckú funkciu. 

Docent Sovák zdôraznil, že bez základného výskumu by sme sa nikam nedostali. Ďalej okrem iného uviedol, že experimenty na XFEL budú iného druhu ako experimenty v laboratóriách na synchrotrónoch alebo na neutrónových zdrojoch dneška. Budú vyžadovať budovanie kolaborácií, podobných experimentom v časticovej fyzike. Každej podrobnej analýze a interpretácii nameraných dát bude predchádzať diagnostika a komplexné pochopenie všetkých parametrov urýchľovača, detektorov, ako aj procesu zberu dát.

Pre čitateľov e-novín Vedecký kaleidoskop sme pripravili i rozhovor s názvom P. Sovák: Systematická vedecká práca a najmä medzinárodná spolupráca prinášajú šancu presadiť sa.

Prezentácia doc. RNDr. Pavla Sováka, CSc. 

Videozáznam

Spracovala: PhDr. Marta Bartošovičová
Foto: Ing. Alena Paulíková