Więcej niż suma cząstek: rozszerzenie zakresu akceleratorów cząstek
Zespół uczestniczący w projekcie EUCARD-2 skutecznie nadał magnesom akceleratora właściwości nadprzewodnictwa wysokotemperaturowego, opracował nowe materiały do kolimacji (zbieżności) cząstek oraz nowe powłoki nadprzewodzące do przyspieszania, a także przyczynił się do opracowania nowych technik przyspieszania wykorzystujących wysoki gradient pola. Dzięki tej pracy naukowcy z projektu EUCARD-2 zidentyfikowali obiecujące kierunki przyszłych badań, które mają znaczenie zarówno dla przemysłu, jak i dla decydentów. Zwiększenie dostępności dla medycyny, przemysłu, energii i środowiska Koordynator projektu EUCARD-2, dr Maurizio Vretenar wyjaśnia priorytety projektu: „Oprócz możliwości wykorzystania naszych kompetencji musieliśmy również pamiętać o tym, że multidyscyplinarny zespół był stosunkowo niewielki, dlatego skoncentrowaliśmy się na obszarach o wysokim stopniu oddziaływania, które były osiągalne przy zachowaniu odpowiednich terminów”. W praktyce oznaczało to bazowanie na istniejących konstrukcjach, ponieważ prace nad akceleratorami są bardzo zasobochłonne. W związku z tym większość prac polegała na analizowaniu dostępnych informacji, przeprowadzaniu eksperymentów laboratoryjnych i opracowywaniu prototypów. Dzięki tym metodom naukowcy z EUCARD-2 udowodnili, że możliwe jest stworzenie bardziej kompaktowych akceleratorów o obniżonych wymaganiach energetycznych, co czyni tę dziedzinę nauki bardziej dostępną i opłacalną, a tym samym rozszerza zakres zastosowań. Zespół określił priorytetowe obszary zapewniające bezpośrednie korzyści dla obywateli Europy: kompaktowe akceleratory do produkcji izotopów w dziedzinie medycyny, akceleratory elektronów do zastosowań środowiskowych oraz kompaktowe akceleratory dla przemysłu. Zdaniem dra Vretenara „akcelerator umożliwił wytworzenie izotopów zapewniających nowe możliwości w dziedzinie obrazowania medycznego i zwalczania raka, przyczyniając się do opracowania spersonalizowanych terapii przeciwnowotworowych. Ponadto użycie akceleratorów cząstek do oczyszczania gazów spalinowych z elektrowni węglowych lub innych spalin przyczyni się do zmniejszenia uwalniania tlenków siarki i azotu do atmosfery, co poprawi jakość powietrza. Procesy przemysłowe wykorzystujące akceleratory, takie jak analiza materiałów, kontrola, przetwarzanie tworzyw sztucznych i implantacja jonów, zwiększą konkurencyjność Europy, co przyczyni się do utworzenia nowych miejsc pracy i zwiększenia wzrostu gospodarczego”. Budowanie nowego, wspaniałego świata poprzez rozproszone europejskie badania laboratoryjne nad akceleratorami Następnym etapem prac będzie opracowywanie prototypów na dużą skalę oraz uruchomienie projektów pilotażowych opartych na nowych technologiach. Obejmie to identyfikację możliwości biznesowych i partnerstw przemysłowych. Niektóre z tych etapów zostały włączone do następnego projektu ARIES (Accelerator research and Innovation for European Science and Society). Zdaniem dra Vretenar „otwiera się przed nami nowy, wspaniały świat różnych zastosowań, który będzie wiązał się z przeniesieniem naszych procesów przemysłowych i medycznych z tradycyjnego poziomu chemicznego do poziomu atomowego lub subatomowego – świat pełen wyzwań i możliwości”. Akceleratory stanowią dla naukowców narzędzia zapewniające dostęp do świata cząstek subatomowych. Poprzez skoncentrowanie ogromnych ilości energii w małych wiązkach cząstek, które głęboko wnikają w materię, akceleratory pozwalają na mapowanie struktur atomowych i molekularnych, a nawet modyfikowanie atomów wewnątrz samej struktury. Akceleratory mogą zmieniać jądra atomowe i potrafią generować nowe cząstki subatomowe poprzez przekształcanie energii w materię – w sposób opierający się o słynne równanie Einsteina E = mc2. Projekt EUCARD-2 zapewnił globalny przegląd badań nad akceleratorami i umożliwił rozwiązywanie wspólnych problemów, koordynując konsorcjum składające się z 40 laboratoriów, instytutów technologicznych, uniwersytetów i organizacji działających w branży zajmujących się akceleratorami. Skoncentrowano się na zapewnieniu najwyższej wydajności wiązki i opracowaniu nowych koncepcji dotyczących akceleratorów o ogromnym potencjale. Dzięki promowaniu komplementarnych ekspertyz, interdyscyplinarnemu wsparciu pomysłów i szerokiemu udostępnianiu wiedzy i technologii w strategicznych obszarach, naukowcom z EUCARD-2 udało się wzmocnić działania badawczo-rozwojowe dotyczące europejskich akceleratorów.
Słowa kluczowe
EUCARD-2, akcelerator cząstek, nadprzewodnictwo wysokotemperaturowe, kolimacja, kompaktowe akceleratory, izotopy, spaliny, jakość powietrza, leczenie raka, analiza materiałów, siarka, azot, subatomowy, atomowy
