Otwórz schowek Brak ulubionych odcinków
Synchrotron Solaris – potężne narzędzie polskiej nauki | prof. Marek Stankiewicz, dr Adriana Wawrzyniak

Synchrotron Solaris – potężne narzędzie polskiej nauki | prof. Marek Stankiewicz, dr Adriana Wawrzyniak

Pobierz Dodaj do ulubionych

Udostępnij odcinek

Pobierz Dodaj do ulubionych

Udostępnij odcinek

Dodaj do ulubionych
Pobierz odcinek

Udostępnij odcinek

dr Adriana Wawrzyniak

dr Adriana Wawrzyniak

Zastępca Dyrektora ds. Akceleratorów, Narodowe Centrum Promieniowania Synchrotronowego SOLARIS.

prof. Marek Stankiewicz

prof. Marek Stankiewicz

Fizyk, dyrektor Narodowego Centrum Promieniowania Synchrotronowego SOLARIS. Członek Zarządu Polskiego Towarzystwa Promieniowania Synchrotronowego. Zainteresowania naukowe: fizyka doświadczalna spektroskopii molekularnej, optyka atomowa.

Funkcjonujemy dzięki zasilaniu przez promieniowanie elektromagnetyczne ze Słońca. W związku z tym wiedza, jak materia oddziałuje z promieniowaniem elektromagnetycznym, jakie mechanizmy są generowane przez  nie generowane,  jest niezwykle ważna – podkreśla w Radiu Naukowym prof. Marek Stankiewicz, dyrektor Narodowego Centrum Promieniowania Synchrotronowego Solaris. – Promieniowanie elektromagnetyczne jest tutaj wykorzystywane jako taka sonda, którą możemy zajrzeć w głąb materii. Możemy badać strukturę tej materii, możemy też stymulować pewne reakcje i sprawdzać, czy nie potrafimy ich wykorzystać do naszych celów – dodaje.

Centrum Solaris znajduje się w Krakowie. To jedyny taki ośrodek w Polsce. Podobnych na świecie jest wiele, bo promieniowanie synchrotronowe jest bardzo atrakcyjne badawczo. Jest niezwykle jasne, ale to nie jedyna jego zaleta. Pochodzi z rozpędzanych do niemal prędkości światła elektronów. – Elektron emituje promieniowanie w dość szerokim zakresie energetycznym, od podczerwieni do twardych iksów. A na danej linii pomiarowej może pani sobie wybrać dany zakres energetyczny takiego promieniowania. Czyli jest to uniwersalna żarówka – porównuje dr Adriana Wawrzyniak, zastępczyni Dyrektora ds. Akceleratorów.

Dr Wawrzyniak oprowadza nas po całym synchrotronie, wyjaśniając m.in. jak zmusza się elektrony do wyemitowania potrzebnego nam światła. Elektrony są przyspieszane, natomiast, jak wiadomo, nie mogą osiągnąć prędkości światła. – Dlatego przy każdym przyspieszeniu w pewien sposób wytracają część tej energii w postaci promieniowania elektromagnetycznego – mówi dr Wawrzyniak.

W „Solaris” można prowadzić badania z inżynierii biomedycznej, geologii, biologii, farmakologii czy elektroniki. W podcaście zwierzamy hale synchrotronu, zaglądamy do linii badawczych, sterowni, dowiadujemy się czym żywią się naukowcy pracujący na miejscu non-stop oraz czy jedna mucha może zepsuć eksperyment.

Centrum zwiedzam w czasie przerwy technicznej i rozbudowy. Ale już na dniach, 6 marca, urządzenie znów ruszy pełną parą!

TRANSKRYPCJA

INTRO

Marek Stankiewicz: Promieniowanie elektromagnetyczne jest tutaj wykorzystywane jako sonda, którą możemy zajrzeć w głąb materii…

Karolina Głowacka: W głąb, szczegółowo i z każdej strony – takie możliwości daje promieniowanie synchrotronowe. W tym odcinku zaglądamy do jedynego w Polsce ośrodka, gdzie takie promieniowanie się wytwarza. Będzie wycieczka, kulisy pracy naukowców i opowieść o tym, dlaczego nawet mucha może zepsuć eksperyment. Nazywam się Karolina Głowacka, to jest Radio Naukowe, podcast który działa i rozwija się – coraz prężniej! – dzięki patronom i patronkom – coraz liczniejszym! Dziękuję za wsparcie i zapraszam na patronite.pl/radionaukowe. A tymczasem zaczynamy, odcinek numer 136….

***

K.G: [w tle dźwięk samochodu, przechodzący w dźwięk otwieranych drzwi i szum hali]
Narodowe Centrum Promieniowania Synrchotronowego Solaris; Kraków, dzielnica Dębniki, południowo-zachodnia części miasta. Z zewnątrz to miejsce przypomina fabrykę, którą po części jest. Synchrotron można rozumieć właśnie jako fabrykę nauki, z odpowiednimi maszynami i liniami produkcyjnymi vel. badawczymi. Szybko zaczynam zwiedzanie, z mikrofonem wchodzę na obszerną antresolę; widać z niej całość pomieszczenia rozmiarów sporej hali sportowej; w centrum wewnętrzny budynek, żółty, w kształcie mniej więcej kolistym i odchodzącymi od niego długimi rurami – to tędy biegnie promieniowanie w czasie eksperymentów. Zdjęcia i krótkie wideo możecie zobaczyć na radionaukowe.pl. Ja Solaris zwiedzam w czasie przerwy technicznej, od dnia premiery tego odcinka, dosłownie za kilka dni, 6 marca, urządzenie znów zacznie pracę…. No to , próba mikrofonu i wchodzimy

K.G.: Dzień dobry, pani doktor.

Adriana Wawrzyniak: Dzień dobry.

K.G.: Moją i waszą przewodniczką będzie pani doktor Adriana Wawrzyniak, zastępczyni dyrektora ds. akceleratorów. Jesteśmy w największym urządzeniu badawczym w Polsce?

A.W.: Tak. Z tego, co mi wiadomo, jest to największe urządzenie badawcze w tym kraju.

[hałas w tle]

K.G.: A co tak hałasuje?

A.W.: Aktualnie hałasują tu budowlańcy, którzy rozbudowują nam halę eksperymentalną.

K.G.: Co tutaj jest? Bo widzę dużo elektroniki, widzę dużo skomplikowanych kabli, widzę różne małe pojedyncze pomieszczenia stworzone wewnątrz hali, dużo tu się dzieje. Na co przede wszystkim patrzę?

A.W.: Aktualnie patrzy pani na halę eksperymentalną w tym ośrodku. Synchrotron to jest takie urządzenie, które produkuje światło. Możemy je traktować jako taką żarówkę, która emituje promieniowanie elektromagnetyczne w dość szerokim spektrum, które następnie wykorzystywane jest do badań naukowych.

K.G.: Wiem, że tutaj są rozpędzane elektrony do jakichś szalonych prędkości. Gdzie to się dokładnie dzieje?

A.W.: Cała droga rozpędzania elektronów ma miejsce osiem metrów pod ziemią, w tunelu liniowego akceleratora, który jest dla nas wstępnym przyspieszaczem tych cząstek. Tam następuje emisja tych elektronów, następnie za pomocą fali elektromagnetycznej są one przyspieszane do prędkości bliskich prędkości światła i rozpoczynają tam swoją drogę, która następnie prowadzi do akceleratora kołowego zwanego synchrotronem bądź w tym przypadku pierścieniem akumulacyjnym, gdzie akumulujemy ten prąd i przyspieszamy dalej do końcowej energii półtora gigaelektronowolta. Te cząstki zaczynają emitować promieniowanie synchrotronowe.

K.G.: No dobra, ale to wyobraźmy sobie, że jestem takim elektronem, wsadzacie mnie do akceleratora, rozpędzacie, no ale ja nie jestem światłem. To skąd się to światło bierze?

A.W.: Jest to trochę traktowane jako taki efekt uboczny tego przyspieszenia, bo te cząstki nie mogą osiągnąć prędkości wyższej niż prędkość światła, więc przy każdym przyspieszeniu w pewien sposób wytracają część tej energii. Energia wytracana jest w postaci promieniowania elektromagnetycznego. Jeżeli mamy duże przyspieszenia, to duża część tej energii jest wytracana i w momencie, kiedy następuje zakręcanie tych elektronów, czyli zmiana pani toru ruchu, pani nie chce doznać tego silnego przyspieszenia, więc pani się przeciwstawia i emituje to promieniowanie elektromagnetyczne.

K.G.: Ale też można powiedzieć, że tak bardzo się ekscytuję tym, że tak pędzę, że się jaram i aż trochę świecę. [śmiech]

A.W.: Może też tak być, że się pani jara i pani świeci ze szczęścia. [śmiech]

K.G.: Jesteśmy teraz na piętrze nad halą, więc wszystko dokładnie widzimy. Czy możemy się tutaj zatrzymać? Widzę, że jest taka podłużna instalacja. Czy to jest jedna z końcowych linii badawczych?

A.W.: Tak, to jest dokładnie jedna z linii badawczych. W tym budyneczku mamy akcelerator kołowy. Znajdują się magnesy zakrzywiające, tam też krążą nasze elektrony. Następnie elektrony stycznie do tego ugięcia emitują promieniowanie elektromagnetyczne, które jest wyprowadzane tymi liniami badawczymi. Żeby to światło teraz w odpowiedni sposób obrobić, potrzebujemy różnych urządzeń, soczewek, zwierciadeł, które nam odbijają to światło, siatek dyfrakcyjnych. To wszystko służy do tego, aby wybrać sobie energię, która jest potrzebna do danych badań.

K.G.: Na czym polega fenomen tego promieniowania synchrotronowego? Dlaczego powstało to wszystko takie duże? Na świecie jest sporo centrów promieniowania synchrotronowego – co one dają naukowcom?

A.W.: Fenomen tego całego promieniowania synchrotronowego jest taki, że elektron emituje promieniowanie w dość szerokim zakresie energetycznym, od podczerwieni do twardych iksów. A na danej linii pomiarowej może pani sobie wybrać dany zakres energetyczny takiego promieniowania. Czyli jest to uniwersalna żarówka.

K.G.: A jednocześnie to światło jest jakieś turbojasne. Chwaliliście się, że miliony razy jaśniejsze niż Słońce.

A.W.: Tak. Jasność tego światła jest znacząco większa od promieniowania słonecznego, dzięki czemu jesteśmy w stanie szybko wykonywać tego typu badania.

K.G.: Mijamy jedną linię badawczą, idziemy dalej i widzę, że tu są takie pomieszczenia kojarzące się wręcz medycznie, bo mamy takie przezroczyste mikropokoiki. Obstawiam, że służą do tego, żeby coś bardzo precyzyjnie albo oczyścić, albo w czymś umieścić. Co to jest?

A.W.: Boksy, które tutaj widzimy, to są takie pokoje czystości, po angielsku clean roomy. I możemy dzięki nim instalować urządzenia, które wymagają dość sporej czystości.

K.G.: A jak tak ktoś siedzi w tym clean roomie i pracuje nad próbką, to ręce mu się nie trzęsą? Jak pani tak obserwuje. Bo coś tam spadnie i już całe badanie idzie na marne. Jest stres?

A.W.: Stres bywa, aczkolwiek i ci pracownicy, którzy tutaj pracują, i ci, którzy do nas przyjeżdżają, są na tyle oswojeni ze swoimi badaniami i próbkami, że już nie jest to dla nich aż taki stres i te próbki im tak często nie spadają. [śmiech]

K.G.: Chodźmy, zajrzyjmy tutaj. Jacyś panowie siedzą tam przy wielkich, poczwórnych monitorach. Rozumiem, że tutaj pod nami jest jakieś takie centrum dowodzenia.

A.W.: Tak, pod nami widzimy tzw. sterownię, czyli pokój kontroli.

K.G.: Mają takie zafrasowane miny. Myśli pani, że pracują czy oglądają memy?

A.W.: Myślę, że w tym momencie pracują, przynajmniej mam taką nadzieję. [śmiech] Ponieważ cała infrastruktura jest bardzo rozproszona w tym ośrodku, jak pani widzi, ciężko byłoby biegać od urządzenia do urządzenia i sprawdzać jego parametry, więc wszystkie sygnały są zebrane w jednym pomieszczeniu na tych monitorach i dzięki temu jesteśmy w stanie tym wszystkim zawiadywać.

K.G.: Co jeszcze możemy zobaczyć w hali? Czy zejdziemy niżej?

A.W.: Możemy zejść niżej.

K.G.: Miała pani rację, teraz im zajrzałam w monitory i pracują.

A.W.: Całe szczęście dla nich. [śmiech]

K.G.: Te wszystkie urządzenia, które tutaj są, można kupić w jakimś centrum handlowym dla synchrotronów czy wszystkie są projektowane bezpośrednio dla was?

A.W.: Bardzo mi przykro, że nie są one dostępne z półki. [śmiech] Każda linia badawcza jest unikalna i wymaga projektowania.

K.G.: Gdzie się umieszcza próbkę? Bo tutaj chodzi o to, żeby coś zbadać. Po to jest nam to światło, badane są tutaj substancje chemiczne. Biologiczne też?

A.W.: W zależności od tego, jaka to jest linia pomiarowa, jesteśmy w stanie badać i związki chemiczne, i biologiczne. Akurat ta linia bardziej dedykowana jest do związków fizykochemicznych. Takie próbki umieszczane są wewnątrz komór.

K.G.: Dobrze, czyli mamy takie nasze superwyczyszczone próbki, idealne, czyściuteńkie, doskonałe, żeby nic nam nie zaburzyło badań. I one są wkładane do takich komór, gdzie jest co? Próżnia? Żeby też nic się nam nie zepsuło?

A.W.: Tak, jest ultrawysoka próżnia. Żeby zamontować tutaj taką próbkę, trzeba przejść kilka etapów z niskiej do ultrawysokiej próżni. Do tego służą transfery tej próbki.

K.G.: Wie pani, to mi trochę przypomina takie urządzenia podwodne. Bo musi być wszystko superszczelne.

A.W.: Jest superszczelne. Wiadomo, żeby nam się tutaj te cząstki z powietrza nie przedostały do środka, to wszystko musi być bardzo szczelnie zamknięte.

K.G.: A to superjasne światło – czy ja bym je zobaczyła, gdyby teraz był uruchomiony eksperyment? Gdzieś tutaj nastąpiłaby iluminacja? Czy można stracić wzrok, jakby spojrzeć w złą dziurkę?

A.W.: No właśnie, światło kojarzy się z tym, co widzimy, natomiast promieniowanie elektromagnetyczne jest albo widzialne dla naszego oka, albo nie. Akurat tutaj ten zakres promieniowania, który jest dostępny na tej linii – to są miękkie iksy – nie jest widzialny dla oka, więc nic nie zobaczymy.

K.G.: A tu widzę kolejne linie badawcze. Ile łącznie jest takich linii?

A.W.: Docelowo tutaj można zamontować do dwudziestu linii badawczych. W tym momencie mamy zainstalowanych pięć, które działają, i trzy są w budowie.

K.G.: To ostatnie pytanie. Gdzie jest główne miejsce, gdzie się je pizzę? Bo wyobrażam sobie, że ludzie pracują tutaj dwadzieścia cztery godziny na dobę, jak już dostaną czas badawczy, to pewnie stąd nie wychodzą. I co, dostawcy pizzy dobrze wiedzą, jak się jedzie do synchrotronu?

A.W.: Dostawcy pizzy bardzo dobrze wiedzą, gdzie jest synchrotron SOLARIS, bo bardzo często dowożą tutaj pizzę i to nawet dość szybko, ona jeszcze jest w miarę ciepła. Natomiast oprócz tego tutaj w okolicy znajduje się też dość spora infrastruktura, jeżeli chodzi o żywienie naszych pracowników i użytkowników, więc myślę, że nikt z głodu nie umrze. [śmiech]

K.G.: Na hasło „synchrotron” dowożą trochę szybciej. To ja jeszcze sobie zajrzę tutaj do tego pomieszczenie, gdzie jak rozumiem, pędziłyby elektrony, gdyby wszystko działało. Rozruch trwa. I co, pójdziemy na rozmowę z panem dyrektorem?

A.W.: No to zapraszam.

JINGIEL

K.G.: Jesteśmy po wycieczce po hali Centrum Synchrotronowego SOLARIS. Przypomnę, doktor Adriana Wawrzyniak była naszą przewodniczką, i jest cały czas ze mną. Dzień dobry jeszcze raz.

A.W.: Dzień dobry.

K.G.: I zaczepiłyśmy po drodze niczego się niespodziewającego profesora Marka Stankiewicza, dyrektora Centrum SOLARIS. Dzień dobry.

Marek Stankiewicz: Dzień dobry.

K.G.: Który zgodził się na rozmowę. Dobra żartuję, oczywiście wszystko było od początku umówione. [śmiech] Szanowni państwo, to, co zobaczyłam, jest imponujące. Zakres możliwości synchrotronu, jeśli chodzi o kwestię badań, poziom skomplikowania całej tej infrastruktury. Gdzie my właściwie jesteśmy? Czy to jest fabryka badań, panie dyrektorze?

M.S.: Ciekawe określenie. Mogę się chyba z nim zgodzić, że to jest fabryka badań.

K.G.: Jest hala.

M.S.: Jest hala, są urządzenia.

K.G.: Można powiedzieć – taśmy produkcyjne badań. 

M.S.: Można tak powiedzieć.

K.G.: Co my tutaj dokładnie badamy? Jest w tym momencie pięć linii badawczych, ma być ich więcej. Proszę opowiedzieć trochę więcej. Bo mówiłyśmy o tym z panią doktor, ale uporządkujmy – co możemy badać w synchrotronie SOLARIS?

M.S.: Możemy prowadzić bardzo szerokie spektrum badań. Generalnie badania opierają się na oddziaływaniu promieniowania elektromagnetycznego z materią. Ja powtarzam to wielokrotnie, że Ziemia i my funkcjonujemy dzięki zasilaniu przez promieniowanie elektromagnetyczne ze Słońca. I dzięki temu wszystko tutaj się kręci. W związku z tym wiedza, jak materia oddziałuje z promieniowaniem elektromagnetycznym, jakie mechanizmy są generowane przez promieniowanie elektromagnetyczne, jest niezwykle ważna. A oprócz tego promieniowanie elektromagnetyczne jest tutaj wykorzystywane jako taka sonda, którą możemy zajrzeć w głąb materii. Możemy badać strukturę tej materii, możemy też stymulować pewne reakcje i sprawdzać, czy nie potrafimy ich wykorzystać do naszych celów.

K.G.: Bardzo szeroko. Ja czytałam u was na stronie, że jedna linia jest bardziej przystosowana do reakcji chemicznych, inne się skupiają np. na biomedycynie. Jak to wygląda, pani doktor?

A.W.: W zależności od tego, jakie promieniowanie jest wyprowadzane z danej linii pomiarowej i jak ona została zbudowana – o tym już też wcześniej wspominałam, że każda linia jest tutaj szyta na miarę eksperymentu – tego typu badania możemy wykonywać. Dlatego mamy linie, które badają właściwości fizykochemiczne, np. magnetyzm, antyferromagnetyzm tych układów. Możemy zajrzeć w głąb struktury elektrycznej takiego układu próbek. Możemy też badać próbki biologiczne, ale oczywiście do tego wykorzystywane jest innego typu promieniowanie w zależności od tego, z czym jakie próbki oddziałują.

K.G.: No i jak wygląda taka praca na co dzień? Kto tutaj może takie badania przeprowadzać, panie dyrektorze?

M.S.: Przeprowadzać może każdy naukowiec, który ma dobry projekt, jeżeli ten projekt zostanie oceniony przez Międzynarodowy Komitet Ewaluacyjny. Po pozytywnej ocenie naukowiec, grupa naukowców, która stoi za tym projektem, otrzymują tzw. czas eksperymentalny na danej linii zgodnie ze zgłoszonym zapotrzebowaniem typu dwa dni, trzy dni, tydzień. Przyjeżdżają i wykonują swoje pomiary. Chcę podkreślić, że laboratorium jest otwarte i jest do niego bezpłatny dostęp. Więc tutaj jedynym kryterium jest ocena merytoryczna danego projektu.

K.G.: Jeśli to jest zupełnie bezpłatne, to w takim razie kto was finansuje, że możecie sobie pozwolić na taką hojność?

M.S.: Jesteśmy finansowani z budżetu państwa. SOLARIS ma swój własny budżet. W 2021 roku został stworzony przedsięwzięciem Ministra Edukacji i Nauki. I na podstawie tego przedsięwzięcia dotyczącego rozwoju badań synchrotronowych w Polsce mamy zapewnione finansowanie do końca 2025 roku. I jesteśmy narodowym centrum oferującym wszystkim w Polsce bezpłatne badania. Z naszego centrum korzystają też naukowcy zza granicy, tzw. użytkownicy – nazywamy naszych gości użytkownikami. My robimy wszystko, żeby ta infrastruktura była jak najlepsza, na światowym poziomie. I ona rzeczywiście jest na światowym poziomie, co jest potwierdzone przez eksperymenty robione przez znakomite zagraniczne grupy.

K.G.: Chciałabym jeszcze zrozumieć fenomen tego promieniowania synchrotronowego, bo to się nam cały czas pojawia w rozmowach, ale tak dokładniej. To znaczy, to, że ono jest tak silne, tak jasne, powoduje, że możemy głębiej, precyzyjniej zajrzeć do tej materii? Na czym polega ten fenomen? Dlaczego warto stawiać takie infrastruktury, pani doktor?

A.W.: Jeżeli chodzi o promieniowanie synchrotronowe, po pierwsze jest ono o wiele jaśniejsze niż inne konwencjonalne źródła takiego promieniowania. Po drugie, ma ono dość szerokie spektrum. Tak jak już to wielokrotnie tutaj padło, rozciąga się od zakresu podczerwieni do twardego promieniowania X i dzięki temu my możemy, tak jak pani powiedziała, precyzyjniej zajrzeć w głąb tej materii. To, że jesteśmy w stanie dobrać zakres tego promieniowania do procesów, które zachodzą w danej materii, powoduje, że jest lepsza zdolność rozdzielcza, czyli dokładność oglądania tych procesów.

K.G.: To jest taki jakby film z natury? Tak można to rozumieć?

A.W.: Film z natury to nie jest złe określenie, bo my możemy w tę próbkę zajrzeć wielowymiarowo właśnie dzięki dostosowaniu zakresu energetycznego do zachodzących tam procesów materii. Natomiast dodatkowo takie promieniowanie ma też dobrze określoną polaryzację światła. I dzięki temu jesteśmy w stanie również dokładniej zobaczyć pewne układy, nie mamy tzw. efektu rozmazania.

K.G.: To co państwa urzekło w ostatnim czasie, jeśli chodzi o badania? Kto przyszedł z takim świetnym pomysłem, że pomyśleliście sobie: ale fajnie, że będzie to robione właśnie w SOLARIS-ie?

M.S.: Na pewno bardzo ciekawe są badania biologiczne, które są u nas robione. I to się będzie rozwijać, bo będziemy mieli nową linię do badań krystalograficznych w zakresie badania dużych molekuł biologicznych. Będziemy mieli za chwileczkę linię działającą w podczerwieni. No i to będą na pewno takie badania, które będą przemawiać także do szerokiej publiczności. Bo oczywiście zdrowie jest dla wszystkich bardzo ważne. Natomiast wiele badań, które są tutaj robione, to są tzw. podstawowe badania.

K.G.: Czyli z czystej ciekawości naukowca. 

M.S.: Dokładnie, z czystej ciekawości naukowca, ale ta ciekawość prowadzi do niesamowitych odkryć. Ja często powtarzam taki przykład. On akurat nie jest bezpośrednio związany z wykorzystaniem promieniowania synchrotronowego, ale wszyscy teraz korzystamy z nowych źródeł światła, ledowych. Wszyscy mamy od pewnego czasu telewizory ledowe albo już teraz są też oledowe. One zapewniają dziesięciokrotną oszczędność energii itd. Ale to, że mamy te urządzenia, zawdzięczamy właśnie tej ciekawości. Ktoś kiedyś się zaciekawił tym, że jakaś substancja przewodzi prąd, druga nie przewodzi, a trzecia jeszcze się tak dziwnie zachowuje, że raz przewodzi, a raz nie przewodzi. No i stąd się wzięło odkrycie półprzewodników, potem diody, tranzystory, obwody scalone itd. No i tutaj przy tych obwodach scalonych, przy tranzystorach już na pewno promieniowanie synchrotronowe może wchodzić do akcji, bo są robione maski czy badania synchrotronowe tych obwodów scalonych i to już są badania bardziej stosowane. Zresztą na tych kilkudziesięciu synchrotronach na całym świecie są prowadzone badania dotyczące nowych ogniw fotowoltaicznych. Bo gdybyśmy potrafili zwiększyć ich wydajność np. dwukrotnie, to mielibyśmy zasadniczy skok i może w dużej części rozwiązane problemy energii. Więc takie badania są prowadzone. Polecam naszą stronę internetową, tam są opisane te badania dla fachowców, łącznie z odnośnikami do publikacji, które powstały w wyniku tych badań.

K.G.: No i kwestia poprawiania możliwości elektroniki, to też jest rzecz związana z materiałami, z których ta elektronika jest wytwarzana. Rozumiem, że to również jest bardzo ważna gałąź badań prowadzonych w takich urządzeniach jak synchrotron. Ale pan powiedział, że obowiązki dyrektorskie pana zajmują i trudno panu przebywać tak bezpośrednio z ludźmi. Nie przechadza się pan tak po gospodarsku gdzieś po hali, nie podje pan tej wspomnianej pizzy? Bo pani doktor nam zdradzała, że tutaj dużo pizzy jest przywożone w czasie badań. Nie przechadza się pan tak?

M.S.: Jak tylko mam chwilę czasu, to się przechadzam i patrzę z takim sentymentem, bo mam za sobą etap, kiedy robiłem bardzo dużo badań na synchrotronach we Włoszech w Trieście, w Szwecji.

K.G.: A, czyli pan widzi młodość w tych osobach. Jest wzruszenie?

M.S.: Tak. Oczywiście, jest wzruszenie.

K.G.: Ale zazdrości pan? Pan jedzie do domu, a oni pewnie zostają na całą noc.

M.S.: No i tego też im zazdroszczę, pani redaktor. [śmiech] To jest przygoda.

K.G.: No tak, bo jak już się dostanie ten czas badawczy, to trzeba go wycisnąć.

M.S.: Tak. Nauka to jest przygoda. Bo naprawdę, to jest bardzo ciekawe. Pomiar wyjdzie, nie wyjdzie. Myślałem, że wyjdzie, a nie wychodzi. Albo myślałem, że wyjdzie to, a wychodzi co innego i trzeba zinterpretować.

K.G.: Większość naukowców, z którymi rozmawiam, szczególnie fizyków, doświadczalników, mówi, że zwykle właśnie nie wychodzi i że trzeba się przyzwyczaić do tego, że jak wyjdzie raz na jakiś czas, to już jest dobrze. Państwo się trochę uśmiechają, czyli dobrze trafiłam. [śmiech]

M.S.: Ja mam taki komentarz, że – to jest moje doświadczenie – dobry, ciekawy, zaawansowany eksperyment wymaga ogromnej pracy, żeby go przygotować. I możemy powiedzieć, że ten czas przygotowania to jest dziewięćdziesiąt pięć procent. Również pod względem aparaturowym. To znaczy, trzeba przygotować tę aparaturę, trzeba oczywiście przygotować się, żeby umieć interpretować te wyniki, które wychodzą. I umieć rozpoznać, czy nie wychodzi, bo aparatura jest źle zestrojona, czy nie wychodzi, bo nie wychodzi. Może czasem naukowcy są niecierpliwi i może nie wychodzi, ale jak wyjdzie, to jest super.

K.G.: To jest ten moment ekstazy, eureki, wyskakiwania z wanny?

M.S.: No, mnie się nie zdarzyło wyskakiwać z wanny z tego powodu, ale na pewno naukowcem się zostaje z powołania, tak bym powiedział. Trzeba znaleźć satysfakcję i z tego siedzenia po nocach. Szczególnie jak się ma taką zgraną grupę, to naprawdę jest to przyjemność, bo potem razem się je tę pizzę, można też świętować po zakończeniu pomiarów.

K.G.: W międzyczasie zaczęły nam towarzyszyć dźwięki wiercenia i stukania, bo jak mówiłyśmy wcześniej w czasie wycieczki z panią doktor, synchrotron jest rozbudowywany i część rzeczy w tym momencie nie działa. My rozmawiamy pod koniec stycznia 2023 roku. Jakie są plany, co się teraz dzieje, pani doktor?

A.W.: Aktualnie trwa rozbudowa hali eksperymentalnej oraz prace związane z modernizacją układu chłodzenia, bo mamy tutaj dość duże moce. Dzięki temu układy, które pracują w tym ośrodku, wymagają dość sporo chłodzenia. Aktualnie plan jest taki, że w tym momencie akurat powracamy do operacji. Niestety prace budowlane jeszcze się nie zakończyły, ale mają się zakończyć do lipca 2023 roku. No, a następnie planujemy rozbudowę kolejnych linii pomiarowych w nowej części hali. Tam jest dobudowana przestrzeń biurowa, więc ona też zostanie zasiedlona pracownikami i będziemy się rozwijać dalej.

K.G.: Jak trudne to jest zadanie, żeby to wszystko ogarnąć?

A.W.: To jest bardzo wymagające zadanie, ponieważ układy, które tutaj mamy, wymagają ekspertyzy z różnych dziedzin nauki i techniki. Więc żeby to wszystko zadziałało razem, są potrzebni eksperci od elektryki, eksperci od już wcześniej tutaj wspomnianej wody chłodzącej i eksperci od akceleratorów, od systemów próżniowych, od diagnostyki, elektroniki, bo tych układów jest tutaj bardzo dużo. I zanim to światło trafi do naukowców, to osoby, które tutaj pracują i dbają o to, aby to urządzenie dobrze pracowało, muszą współpracować ze sobą najlepiej, jak potrafią, żeby wszystko uruchomić. Nie zapominajmy również o systemach sterowania i systemach sieci, no bo tak naprawdę bez tego to urządzenie nie pracowałoby tak, jak pracuje.

K.G.: A zdarzają się jakieś takie wpadki, niedokręcona śrubka, niedociśnięty do końca kabel? To już naprawdę jest legendarna historia o tym, że neutrina miały być szybsze niż światło, ale wtedy się właśnie okazało, że kabel był nie do końca dociśnięty, ale wielka sensacja już poszła w świat. Dlatego trzeba być ostrożnym, jeśli chodzi o takie rzeczy. Ale pokazywała mi pani, że tam jest pełno tych wszystkich kabelków. Aż trudno uwierzyć, że to wszystko zawsze tak dobrze działa.

A.W.: Niech pani sobie wyobrazi, że to nawet działa. [śmiech] Tak, oczywiście, musimy tutaj z dużą dbałością sprawdzać wszystkie te połączenia, te śrubki, w przestrzeni mamy też dość dużo drgań różnego typu. One powodują, że te śrubki czasem się poluzowują, więc mamy też wdrożony taki system utrzymywania okresowych przeglądów tych urządzeń, gdzie każda śrubka jest sprawdzana, czy się nie poluzowała. Wówczas trzeba ją dokręcić. Oczywiście zdarzają się też awarie, no bo trudno by było, żeby takie urządzenie działało całkowicie bezawaryjnie. I te awarie czasem powodują tzw. przestoje w badaniach.

K.G.: Ale nie było jakiejś takiej legendarnej historii, którą zawsze sobie opowiadacie?

A.W.: Były różnego typu historie. Nie wiem, czy jest tu miejsce na to, aby o tym wszystkim rozmawiać. Nie chciałabym zabierać za dużo czasu antenowego, bo każda taka historia wiąże się z dość długim opowiadaniem o tym i poświęconym czasem. Ale ciekawostką było np. zwarcie międzycewkowe w układzie magnesów, gdzie nie było jakiejś widocznej awarii poza tym, że wiązka elektronów była bardzo niestabilna, ale te niestabilności czasem się pojawiały, czasem znikały. Ciężko było zdiagnozować, co się wydarzyło, co jest tego przyczyną, więc mieliśmy taki okres, gdzie przekopaliśmy chyba wszystkie systemy, które są tutaj dostępne, łącznie z liniami pomiarowymi, łącznie z jakimiś urządzeniami, które mogły mieć wpływ na tę wiązkę elektronową. Zajęło nam dwa tygodnie, aby wykryć, że było to właśnie zwarcie między jedną cewką a drugą. Bo mamy tutaj takie magnesy, gdzie jest kilka cewek nawiniętych na jedno jarzmo. Tego typu awarie się zdarzają. Kosztują one dość sporo stresu, zarówno tych operatorów, jak i wszystkich innych właścicieli podsystemów. Natomiast pocieszające jest to, że udaje się to wykryć i naprawić.

K.G.: Pan dyrektor się zgłaszał.

M.S.: Zgłaszałem się, bo właściwie ja nic nie wiem – może i dobrze – żeby się u nas zdarzyła jakaś taka przedziwna historia. Ale wiem o jednej z zagranicznego ośrodka. Trzeba powiedzieć, że my mamy tutaj ogromny system próżniowy. Musimy utrzymywać próżnię w całym synchrotronie, dziewięćdziesiąt kilka metrów rury, gdzie jest próżnia, odpompowujemy.

K.G.: To jest dziewięćdziesiąt kilka metrów pod ziemią, tak?

M.S.: Nie. Nasz synchrotron jest cztery metry pod powierzchnią ziemi, bo jeszcze mamy następny poziom osiem metrów niżej i tam jest akcelerator liniowy. I tam też jest próżnia. Więc mamy sto kilkadziesiąt metrów komory próżniowej plus linie eksperymentalne, gdzie też jest próżnia. I wracając do tej anegdotki zza granicy, od czasu do czasu musimy otworzyć ten system próżniowy, bo coś trzeba zrobić, szczególnie w liniach eksperymentalnych. Umieszcza się tam próbki, modyfikuje się system, otwiera się tę komorę próżniową. I zostawili tę komorę próżniową odkrytą na parę godzin. Do środka wleciała mucha. I zamknęli tę komorę, oczywiście nie wiedząc, że ta mucha wleciała. Zaczęli pompować. I proszę sobie wyobrazić, ta mucha ma w sobie trochę wody, jakiś procent wody w niej jest. Nie mogli osiągnąć próżni przez pięć dni. Ta kropelka wody daje obraz, ile molekuł z tego wylatuje. To dobrze obrazuje, jak ogromnie trzeba uważać. Tak samo przykład kabelków, szczególnie sygnałowych do układów monitorujących czy nawet sygnałowych ze stacji końcowych na liniach badawczych. Tam są sygnały, które trzeba rozróżnić czasem z dokładnością do nanosekund. W systemach kontroli synchrotronu i akceleratora liniowego czasem przemieszczenie tego kabla robi różnicę. I właśnie musimy uważać, jak przychodzą wycieczki – ludzie mają tendencję do tego, żeby czegoś dotknąć albo coś zobaczyć. Jest wymagana ogromna precyzja, dyscyplina i higiena. Jak ktoś czegoś nie dopatrzy, to potem są dni i tygodnie poszukiwania, co się stało.

K.G.: U was w centrum SOLARIS jest również rozwijana krioskopia. Dobrze doczytałam? Co to takiego?

M.S.: Kriomikroskopia.

K.G.: Kriomikroskopia, właśnie. Czyli wykorzystujemy superzimne temperatury…

M.S.: Żeby oglądać strukturę biomolekuł. Biologia molekularna. Bardzo się cieszymy z tego, że mamy te kriomikroskopy u nas. One nie są bezpośrednio związane z promieniowaniem synchrotronowym. Natomiast będziemy mieli komplementarną linię badawczą, przy pomocy której będzie można badać strukturę biomolekuł krystalografii – mianowicie metody dyfrakcyjne biomolekuł. Powstały one dzięki synchrotronom, została przyznana Nagroda Nobla za pierwsze badania tą metodą. Ona się teraz rozwija, są prowadzone badania na laserach, na swobodnych elektronach, które są krewnymi synchrotronów. Wracając do kriomikroskopii, zamraża się te molekuły biologiczne, obrazuje się przy pomocy mikroskopu elektronowego i z macierzy tych molekuł, które zostały zamrożone w różnych orientacjach, metody komputerowe, specjalne algorytmy potrafią odtworzyć dokładnie budowę trójwymiarową tej molekuły z dokładnością nanometrową. Naukowcy, którzy do nas przyjeżdżają, wykorzystują to. To jest jedyny taki mikroskop w Polsce. On został u nas zainstalowany dzięki inicjatywie kilku uniwersytetów, kilkunastu grup badawczych oraz Małopolskiego Centrum Biotechnologii, które się znajduje kilometr stąd, oraz Międzynarodowego Instytutu Biologii Molekularnej i Komórkowej w Warszawie. I z tego się cieszymy. Badania są prowadzone na tej samej zasadzie, na której są prowadzone w SOLARIS-ie, czyli jest tzw. open call oceniany przez komitet i jest przyznawany czas. Cieszymy się i czekamy na tę linię krystalograficzną, która może za dwa lata zostanie tutaj uruchomiona.

K.G.: A jeszcze ta kwestia 3D. Oglądanie biomolekuł w trójwymiarze jest naprawdę nietrywialne, bo rzecz jasna, ważna jest kwestia badań podstawowych i tej ciekawości, ale też, żeby np. projektować nowe leki, istotna jest znajomość tego, jak funkcjonuje biologia w trójwymiarze. Bo czasami trzeba np. zatkać jakąś molekułę i odpowiednio dobrać jej kształt. Jak to wszystko się zaczęło? Bo ja pamiętam, że jak synchrotron powstawał, to była duża rzecz, sporo się o tym mówiło. Państwo mi wcześniej przed nagraniem zdradzili, że tu na początku była taka trochę partyzantka. Kilka osób, fascynatów, którzy „wychodzili” ten synchrotron, można powiedzieć. Państwo od początku w tym byli. Jak to pani pamięta, pani doktor?

A.W.: Jeżeli chodzi o historię budowania tego ośrodka, no to ona już zrodziła się jakiś czas temu – w latach osiemdziesiątych, dziewięćdziesiątych, dyrektor chyba lepiej pamięta. [śmiech] Ja dołączyłam do tego, jak już zostało zadecydowane, że będziemy tutaj taki synchrotron budować. I z mojej perspektywy to było ogromne wyzwanie ze względu na to, że ja nie wywodziłam się z tej dziedziny nauki związanej z budową akceleratorów, synchrotronów, nawet nie prowadziłam badań na synchrotronach. Byłam związana z badaniami ciał stałych. Natomiast dostałam taką szansę wkroczenia w ten projekt. Przyjęłam go z pewnymi obawami, no bo wiadomo, wymagało to pewnego przekwalifikowania, nieco inna dziedzina niż to, w czym do tej pory działałam. Została mi dana taka szansa wzięcia udziału w tym przedsięwzięciu, wyjazdu do Szwecji, gdzie spędziłam cztery lata, biorąc udział w projektowaniu tego urządzenia, później realizacji wszystkich tych zakupów, następnie instalacji i uruchomienia. Była to niesamowita naukowa przygoda, którą bardzo miło wspominam i myślę, że taka szansa nie będzie mi już dana drugi raz. Polecam wszystkim.

K.G.: Czyli trzeba odważnie wkraczać, kiedy takie propozycje się pojawiają. Panie dyrektorze, czyli pan, siedząc sobie gdzieś tam po nocach i zajadając pizzę z kolegami na synchrotronach za granicą, pomyślał: fajnie byłoby mieć takie coś w Polsce?

M.S.: Tak, dokładnie tak. Ja wspominam pierwsze wejście do synchrotronu. To było w Wielkiej Brytanii, byłem zaangażowany do grupy, która robiła badania synchrotronowe. I pojechaliśmy do synchrotronu koło Manchesteru – jego już teraz nie ma, jest nowy. Pamiętam, kiedy wszedłem po raz pierwszy na halę eksperymentalną – synchrotron otoczony liniami badawczymi, przy których siedzi kilkanaście grup badawczych, siedzą biolodzy, historycy sztuki – to jest bardzo ciekawy osobny temat – no i fizycy, chemicy i robią pomiary. Po tych pomiarach się spotykają i dyskutują, powstają nowe pomysły. Dla mnie jako fizyka eksperymentalnego to był raj. Pomyślałem, że w Polsce też powinniśmy mieć taki synchrotron. Geneza się bierze właśnie stąd, że w latach osiemdziesiątych w Polsce powstało zainteresowanie możliwością robienia synchrotronów. Grupy badawcze jeździły do synchrotronów, które były dla nich warsztatem pracy. No i w 1991 roku powstało Polskie Towarzystwo Promieniowania Synchrotronowego, które od początku lobbowało budowę synchrotronu w Polsce. To lobbowanie trwało od 1991 roku do 2010 roku. W 2010 roku pojawiła się możliwość uzyskania środków na budowę synchrotronu. No i podjęliśmy taką decyzję. Różne osoby były zaangażowane w lobbowanie tego, głównie ośrodki z Warszawy i z Krakowa. W tym 2010 roku akurat Kraków był bardzo aktywny i po burzy mózgów z kolegami zza granicy, którzy budowali synchrotrony, ta decyzja została podjęta. Uznaliśmy, że jest możliwe wybudowanie bardzo ciekawego synchrotronu. Oczywiście on nie jest największy na świecie. Tych znanych synchrotronów jest chyba trzydzieści, czterdzieści. Jest to jedyny synchrotron w Polsce, w tej części Europy.

K.G.: A ci koledzy to ze Szwecji, tak? 

M.S.: Tak. To znaczy, ta burza mózgów była z kolegami ze Szwecji, z Włoch i z Niemiec. Podjęliśmy decyzję, że wykorzystamy szwedzki projekt – zresztą tu jest przy wejściu tablica pamiątkowa – bo bez tego gotowego projektu nie bylibyśmy w stanie w pięć lat wybudować synchrotronu, który trzeba było wybudować na łące. Więc mieliśmy ten projekt, który oczywiście jeszcze był modyfikowany. Ale chcę też podkreślić, że to jest rewolucyjny projekt, stosujący nowe technologie, nowe pomysły. Bo grupa kolegów akceleratorowców była uznana na świecie jako prekursorzy pewnych technologii i nowych pomysłów.

K.G.: A ceny prądu was nie dojeżdżają?

M.S.: Wieje grozą, natomiast w tej chwili nie ma tragedii. Mamy kontrakt na dostawy energii elektrycznej taki sam jak uniwersytet i chyba jeszcze inne uczelnie w Krakowie. I on nie jest taki tragiczny, jak się wydawało na początku, że będzie np. dziesięć razy więcej. To jest jakieś dwadzieścia, trzydzieści procent więcej. Oczywiście mamy ten potężny kłopot, bo jesteśmy jednostką uniwersytetu, ale mamy niezależne finansowanie i dużą niezależność. To finansowanie mamy z ministerstwa na pięć lat. My, tworząc ten budżet na początku 2021 roku, byliśmy bardzo precyzyjni. To wszystko jest bardzo wiarygodne i bazujące na ścisłych opracowaniach. Zakładaliśmy ceny prądu takie, jakie były plus jakaś podwyżka, bo zawsze jest inflacja. No ale nie zakładaliśmy trzydziestoprocentowych podwyżek, czy nie wspomnę już o dziesięciokrotnych, więc tych pieniędzy nam zabraknie. Trochę liczymy na to, że uczelnie i instytucje badawcze będą miały jednak jakieś preferencyjne taryfy. Albo finansowanie zostanie zwiększone, co w pewnym sensie, jeżeli to wszystko jest z budżetu państwa, na jedno wychodzi.

K.G.: Myślicie, że Lem byłby z was dumny? No bo nie przypadkiem używa się nazwy SOLARIS. Nazwy innych eksperymentów, urządzeń też są zaczerpnięte z twórczości Lema.

A.W.: Myślę, że by był dumny. Lem miał zawsze takie futurystyczne podejście do nauki i my tutaj też staramy się podążać trochę tą taką przyszłościową myślą. Jesteśmy otwarci na nowe technologie, nowe pomysły. Myślę, że Lem nie miałby się czego wstydzić.

M.S.: Nie wiem, czy dumny, ale mógłby być zadowolony.

K.G.: Przechadzałby się razem z panem po gospodarsku?

M.S.: Bardzo byśmy chcieli. Staramy się trochę otwierać drzwi do przyszłości. Należy pamiętać, że my pełnimy troszeczkę funkcję usługową. To znaczy, to jest budowane dla wszystkich naukowców w Polsce. Nasze zespoły mają coraz większe ambicje naukowe. Ale priorytetem jest oczywiście to, żeby ten warsztat pracy był jak najlepszy dla wszystkich.

K.G.: No i są efekty, bo są przecież publikacje.

M.S.: Tak, są publikacje z członkami naszego zespołu, są publikacje zewnętrzne, są publikacje nasze. Ale chcę podkreślić, że jest to zbudowane dla wszystkich w Polsce i mamy finansowanie na tej zasadzie, że my to udostępniamy wszystkim. Zresztą rozwój naszego ośrodka bazuje na współpracy. Ja to kiedyś nazwałem user driven development – że użytkownicy inicjują pewne pomysły. Jeżeli się pojawi duża grupa naukowców, którzy chcą dysponować pewnymi narzędziami, czyli linią badawczą, która jest do takich, a nie innych  celów, staramy się to zrealizować i do tej pory nasz rozwój na tym bazuje. Cieszymy się z tego, współpracujemy z wieloma jednostkami w Polsce z Warszawy, z Kielc, z Poznania, z Krakowa też oczywiście, instytutami PAN-owskimi, uniwersytetami i uczelniami.

K.G.: Ku chwale nauki. 

M.S.: Żeby było ciekawie.

K.G.: Żeby było ciekawie. Bardzo dziękuję. Pan profesor Marek Stankiewicz, dyrektor Centrum SOLARIS. Dziękuję, panie dyrektorze.

M.S.: Dziękuję bardzo.

K.G.: Pani doktor Adriana Wawrzyniak, zastępczyni dyrektora ds. akceleratorów. Bardzo dziękuję za rozmowę i za wycieczkę raz jeszcze.

A.W.: Dziękuję również, było mi bardzo miło.

Dodane:
935
dr Adriana Wawrzyniak

dr Adriana Wawrzyniak

Zastępca Dyrektora ds. Akceleratorów, Narodowe Centrum Promieniowania Synchrotronowego SOLARIS.

prof. Marek Stankiewicz

prof. Marek Stankiewicz

Fizyk, dyrektor Narodowego Centrum Promieniowania Synchrotronowego SOLARIS. Członek Zarządu Polskiego Towarzystwa Promieniowania Synchrotronowego. Zainteresowania naukowe: fizyka doświadczalna spektroskopii molekularnej, optyka atomowa.

Obserwuj Radio Naukowe

Ulubione

Skip to content