Extreme Light Infrastructure: Laser-Forschungsanlage erreicht 10,9 Petawatt Leistungsstärke

Am 7. März kam sie nun in Tests bereits auf 10,9 Petawatt. Die Anlage, in der 150 rumänische Forscher und rund 50 Kollegen aus 20 Ländern arbeiten, ist ein Projekt, das mit über 300 Millionen Euro aus europäischen Mitteln kofinanziert wird, ist derzeit die leistungsstärkste Anlage der Welt. Die wissenschaftliche Errungenschaft von Măgurele ist eine Weltpremiere, und Nicolae  Zamfir, der Generaldirektor des Nationalen Instituts für Forschung und Entwicklung für Physik und Kerntechnik „Horia Hulubei“, meint, er könne den Rekord sogar übertreffen:

„10 Petawatt waren ein Meilenstein, den wir uns als europäische Forschungsgemeinschaft als Ziel gesetzt haben. »Zehn« hört sich ja gut an. Der Punkt ist, noch höher zu gehen. Wir haben mit dem bestehenden System bei Măgurele experimentiert und können die Leistung verdoppeln. Wir haben ein freies Entwicklungsfeld.“

Die Anlage in der sonst eher unscheinbaren Gemeinde Măgurele ist Teil eines größeren Projekts und eine internationale Laserforschungsplattform. Die Extreme Light Infrastructure – kurz ELI – verfügt außer in Rumänien über zwei weitere Standorte in der Tschechischen Republik und Ungarn. Das kumulierte Investitionsvolumen des europäischen Fonds für regionale Entwicklung beträgt mehr als 850 Mio. EUR. Die derzeitige Umsetzungsphase der drei Säulen mit ergänzenden wissenschaftlichen Profilen wird vom Konsortium der Internationalen Vereinigung ELI-Delivery koordiniert. Der rumänische Minister für Forschung und Innovation, Nicoale Hurduc, kündigte in Măgurele an, dass dieses Projekt das erste von drei strategischen Projekten in Rumänien ist.

„Es ist das wichtigste europäische Infrastrukturprojekt. Es geht um europäisches Geld und es wird uns ermöglichen, herausragende wissenschaftliche Ergebnisse zu erzielen. Es ist das erste von drei großen Projekten: in den nächsten Jahren werden wir auch mit »Danubius« und »Alfred« durchstarten, um die Untersuchung von Kernreaktoren der vierten Generation zu ermöglichen.“

Mit dieser Anlage könne man neue Phänomene erzeugen, um das Verhalten von Materie unter extremen Bedingungen zu beobachten, die auf der Erde noch nicht eingetreten sind und die es wahrscheinlich nur im Universum gibt. „Wir versuchen, einige der Geheimnisse des Universums zu enträtseln“, sagt Physiker Nicolae Zamfir. Für ihn ist ein Traum in Erfüllung gegangen. Ein Traum, der vor weniger als einem Jahrzehnt begann, als die Politik beschloss, dass Rumänien an der weltweiten Ausschreibung um den stärksten Laser seiner Zeit teilnehmen würde. Die damals größte Leistung lag unter einem Petawatt.

Inzwischen entwickelte sich das Forschungsfeld explosionsartig, es war ein Rennen, an dem viele Industrieländer der Welt beteiligt waren. Heute gibt es über zehn Laserlabore mit über einem Petawatt Leistung, in Südkorea gibt es einen besonders leistungsstarken Laser, aber eine Leistung von 10 Petawatt wurde bisher nicht erreicht. Dabei kam der weltweit größte Saphirkristall mit Titanionen zum Einsatz, mit einem Durchmesser von 20 cm, erläuterte der Chef der Lasereinheit, Ioan Dăncuş. Damit dieses System funktioniert, ist eine spezielle Infrastruktur erforderlich. Das gesamte Lasersystem, das Tausende von optischen und elektronischen Komponenten enthält, befindet sich auf einer Antivibrationsplatte, die es vollständig von äußeren Vibrationen abkoppelt. Aus technischer Sicht handle es sich um ein fantastisches System, erklärte der Forscher. „Wir werden diesen Laser nutzen, um auf zwei großartige Herausforderungen zu reagieren: Wir befriedigen unsere Neugierde und versuchen besser zu verstehen, was mit dem Universum um uns herum geschieht, und sind auch kreativ, denn wir wollen etwas entwickeln, das der Menschheit hilft, besser zu leben“, sagt Forscher Ioan Dăncuş.

Die eigentlichen Experimente in Măgurele sollen im Herbst beginnen, aber die Forscher überlegen bereits, wie die Kraft genutzt werden soll, sagt auch der technische Leiter des Projekts, Călin Ur. Mithilfe des einzigartigen Lichtstroms werden im Laufe der Zeit verschiedene Bereiche erforscht werden, darunter Physik, Astronomie und Medizin. Es geht auch um ganz praktische Dinge: Der Laser hilft dabei, radioaktive Isotope zu erkennen, die Krebs behandeln können, oder bei der vollständigen Identifizierung des Inhalts radioaktiver Abfälle ohne Öffnung der Behälter, eine derzeit sehr schwierige Aufgabe. Die Anlage wird auch verwendet, um die Stoffe  zu testen, die in Weltraummissionen eingesetzt werden.